收藏丨不同地面电站设计要点及降本增效方法

技术总结：

设计要点：

设计从项目经济性、合理性、先进性入手，提高整个项目投资回报收益。

一、组件布置

组件布置方案目前采用两种形式，一种是横向布置、一种是竖向布置。需根据组件型号、组件尺寸、阵列、逆变器容量等进行选择，并对两种布置方案应进行对比，选择最优方案，并且分析阴影遮挡组件发电情况。

（1）地面电站（平地）采用固定倾角布置时，无地形变化，组件方阵无高差，投影方向为东北向、北向、西北向。

（2）山地项目采用固定倾角布置时，因地形东西向坡度变化，组件在东北、西北方向上会存在高差（组件阴影方向）,且投影方向为顺坡向下时，阴影长度会顺坡增加，山地项目坡度多变，每一坡度下组件阴影会有所不同。

二、阵列间距

合理布置光伏阵列，不仅可以节约土地资源，减少业主用地费用，同时还能减少电缆、支架等工程量，节省投资，同时还能提高发电量。光伏阵列间距需根据坡向、坡度、太阳方位角等通过计算得出，不同的地形、坡度给出不同的间距距离。

备注：现场施工调整整列间距按照该表进行，其中角度可以根据地形图调整一下。

三、最佳倾角与最大发电量倾角

在光伏电站设计中，如果采用固定倾角的安装方式，我们往往会选用最佳倾角。而这个 “最佳倾角”的概念指的是当光伏方阵按照某一角度倾斜放置时，电池板倾斜面上的年总辐射量达到最大，而且通常情况下在大部分地区 ，与这个最佳倾角相近角度的辐射量差别其实很小。我们确定最佳倾角的计算通常会使用PVsyst等辅助软件。

四、最大发电量倾角与阵列间距

最佳发电量倾角并非一成不变，实际上和阵列间距密切相关，阵列间距越大，最佳发电量倾角的值就越接近最佳辐射量倾角。理论上，间距足够大到全年无遮挡，两者的值就等同。实际上这个间距值太大（一般在最小间距的两倍），会导致电站土地成本大大增加，影响收益率。实际设计时，针对土地紧张、用地成本高的地区我们采用最小间距，而对于一些土地充足、用地成本低廉的地区，我们可以考虑设当增加组件阵列间距。倾角一定的情况下，增加间距会减小阴影遮挡的损失，从而提高电站的发电量。然而随着间距的增加，光伏电站的用地面积、以及与面积相关的场平、接地、道路、电缆、围栏等费用也会相应增加。如何在成本和发电量之间找到一个平衡点，这是电站设计降本增效的关键点。

五、光伏支架

光伏支架主要有固定支架、固定可调支架、平单轴跟踪支架三种形式。光伏支架选择合理与否跟后期的安装施工有很大关系，选择不合理会导致支架安装困难或安装不上。

目前山地光伏支架安装困难主要有两个方面：

（1）因地势高低不平导致同一组光伏支架立柱长度不一样，设计时需考虑。

（2）因施工误差引起的螺栓与螺栓孔连接困难或连接不上。目前多采用C型檩条(预留调节孔)和插管式立柱解决以上问题。

六、光伏支架经济对比分析

根据大量工程实例，固定支架（组件布置为大阵列）比固定支架（组件布置为小阵列）的用钢量约减小6%。

七、光伏支架基础

光伏支架基础目前主要有以下几种形式：

1、钢筋混凝土条形基础。  

2、微孔灌柱桩基础。

3、预应力混凝土管桩。  

4、岩石植筋锚杆基础。  

5、螺旋钢桩基础。

采用何种基础需根据项目的地质、地形、坡度、地下水、腐蚀性等条件选择。目前最常用的基础是微孔灌柱桩基础和预预应力混凝土管桩基础。设计时要考虑单、双立柱适用性及经济性。

八、光伏支架基础经济对比分析

根据大量工程实例，采用预应力管桩基础，固定支架（组件布置为大阵列）比固定支架（组件布置为小阵列）的桩基础材料费约减小12.5%。

九、布置形式

山地电站光伏项目主要以下两种布置形式：

1、随坡布置。

2、最佳倾角布置。

随坡就势方案在用地面积、电缆敷设、失配损失等方面均具备一定优势。

山地项目设计流程及优化建议：

1、模拟最佳倾角：测算组件最佳倾角角度及对应辐照量，并统计在最佳倾角的辐照量基础上变化1%~2%范围内的角度值（±个位数kWh/㎡）。

2、分析地形：山地项目地形复杂，坡度坡向不统一，分析地形坡度坡向，并且根据角度范围统计相应坡度面积。

3、布置组件：在可接受坡度范围内随坡平铺（竖版，考虑东西向阴影遮挡）

4、汇流箱：汇流箱选型时考虑当地环境情况，匹配最佳电缆规格。如：22汇一-3*95。

优化说明：

1、山地项目最佳倾角布置时，使用一体机方案，逆变器MPPT路数少，会存在同一MPPT回路下阵列方位角及阴影失陪不一致等情况，最高损失可达10%及以上。

2、采用随坡布置时，可无视地形对组件阴影影响，缩小阵列间距（满足项目要求及安装即可），大大减少方阵占地面积并减少交直流线缆使用量；并且可增加组件发电时间。

3、汇流箱与电缆匹配时，当汇流箱输出电流达到当地环境条件下电缆允许载流量情况下，能节省造价。

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来源：阳光工匠论坛