湖北山地太阳能光伏电站设计与效益分析

黎明 杨庆华 皮琪力

摘要:基于湖北省太阳辐射资源分布情况，选择以罗田为例展开湖北湖北山地太阳能光伏电站设计与效益分析工作。文中分析了湖北山地光伏电站的特点及设计建设难点，对光伏组件串联数、阵列间距、设备布置进行优化计算，结合工程地质和环境条件，对组件和电气设备选择，为今后山地光伏电站的发展提供理论依据和参考。

关键词:山地光伏电站;设计优化;设备选型

能源问题始终是倍受我国和世界各国关注的一个热点和难点问题。加快发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源，是“十一五”规划提出的明确任务。在气候变化及能源危机的背景下，光伏发电成为全球的主流能源。近几年，由于光伏组件价格及光伏产业链的完善，光伏电站建设得以快速发展。据招标网的统计，2008年全国通过公开招标的光伏发电项目共计175个，光伏系统安装量合计约为40MWt9。截止到2008年底，中国光伏发电的累积装机容量己达到140MW。太阳能电池及光伏发电系统现在己经广泛地应用于工业、农业、科技、国防及人民们生活的方方面面，预计到21世纪中叶，太阳能光伏发电将成为重要的发电方式，在可再生能源结构中占有重要比例。

当前，国内大量光伏电站主要选择太阳能资源丰富、地势平坦的戈壁滩、荒草地、海边滩涂、沙漠作为主要建设场址。但随着光伏电站建设数量及容量的不断增加，具有良好建站条件的土地资源日趋减少，山地等建设条件次之的土地成为重要的光伏电站建设资源。在山地、丘陵等复杂地形条件进行光伏发电站建设，存在系统方阵布局与自然的协调性差，系统匹配损失大，施工难度大，成本控制难，运行维护成本高等诸多问题。由于建设场地地表异质化严重，导致设计建设难度和成本增加，但具有土地成本低、管理方便，土地利用率高等优势。因此山地光伏电站的设计必须从安全性和经济性等多方面进行考虑。根据中国太阳能资源区划指标，湖北省属于我国太阳能资源第III－IV类地区，年均太阳能水平辐照在4200～5400MJ/m3之间，具有一定的太阳能开发潜力。其中，鄂东北以及鄂西北部分区域年太阳总辐射大于4600MJ/m2，日照时数在19002100h之间，年晴天日数在155～180d之间，年平均大于等于7d的连阴(雨)天过程为1.8～2．2，大于10d的连阴(雨)天过程不足1次，是湖北省太阳能最佳地区。因此，文中拟以太阳能辐射较强区域罗田为例，展开湖北省山地光伏电站研究。

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责任编辑：刘宗怡