大型并網(wǎng)光伏發(fā)電站選址分析

徐振興+石景晨+周平

[摘要]文章簡(jiǎn)要介紹了太陽(yáng)能資源開發(fā)的國(guó)內(nèi)外背景，光伏發(fā)電技術(shù)作為太陽(yáng)能資源的主要利用形式之一，具有廣闊的發(fā)展空間。結(jié)合光伏發(fā)電項(xiàng)目的特點(diǎn)，根據(jù)大型并網(wǎng)光伏發(fā)電站開發(fā)過程，確定其選址工作的內(nèi)容，對(duì)影響光伏電站開發(fā)的決定性因素、邊界條件、固有因素進(jìn)行詳細(xì)的分析。全面地闡述了光資源、土地情況、電力送出條件及消納情況等因素對(duì)大型并網(wǎng)光伏發(fā)電項(xiàng)目選址的重要性，有序掌握各要素之間的關(guān)系是高效完成選址工作的先決條件，準(zhǔn)確分析各要素是順利完成項(xiàng)目選址的保障。

[關(guān)鍵詞]太陽(yáng)能；光伏發(fā)電；項(xiàng)目選址

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.41.067

近年來，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的能源需求不斷增加，能源的利用形式呈現(xiàn)多樣性發(fā)展。日本福島核泄漏事故對(duì)核電的發(fā)展造成了嚴(yán)重的打擊，核電發(fā)展的爭(zhēng)議甚囂塵上，而內(nèi)陸核電更是備受爭(zhēng)議，新能源迎來前所未有發(fā)展機(jī)遇。世界許多國(guó)家都加大了對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的研究，并制定了相關(guān)的法律和政策鼓勵(lì)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而，國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的迅速擴(kuò)張給新能源的發(fā)展帶來新的挑戰(zhàn)，歐美的雙反使光伏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過剩的問題雪上加霜。國(guó)家雖然出臺(tái)了一系列的利好于光伏發(fā)展的政策，以促進(jìn)國(guó)內(nèi)的光伏發(fā)電建設(shè)，但是光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍需謹(jǐn)慎。反觀國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電建設(shè)，特別是大型并網(wǎng)光伏電站的建設(shè)更應(yīng)該謹(jǐn)慎對(duì)待，那么電站的選址工作更應(yīng)該做得扎實(shí)。

1 光伏發(fā)電的特點(diǎn)

光伏發(fā)電項(xiàng)目具有無(wú)污染、占地面積大、建設(shè)周期短、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、設(shè)備占投資比例大、資源決定收益、電能質(zhì)量低等特點(diǎn)。光伏發(fā)電無(wú)污染，對(duì)環(huán)境影響小，對(duì)于電力供應(yīng)緊張、污染較嚴(yán)重的地區(qū)，適合開發(fā)光伏發(fā)電項(xiàng)目。但是其建設(shè)開發(fā)往往受土地和資源限制，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)一般很少有適合的場(chǎng)址，主要是因?yàn)樵谶@些地區(qū)不但很難找到較大面積的場(chǎng)地，同時(shí)光資源情況也不盡如人意，達(dá)不到最低投資收益的要求。最近國(guó)家加大了對(duì)分布式光伏發(fā)電的支持力度，實(shí)現(xiàn)了在城市中建設(shè)光伏的愿望。而在較為偏遠(yuǎn)的地方開發(fā)建設(shè)光伏項(xiàng)目，電力送出就成為光伏電站建設(shè)需要解決的首要問題，由于光伏發(fā)電電能質(zhì)量較低，在電網(wǎng)不健全的地方常常會(huì)出現(xiàn)棄光伏限電的現(xiàn)象，影響光伏電站的效益。光伏發(fā)電項(xiàng)目雖然系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但是其設(shè)備約占總投資的80%，因此光伏發(fā)電項(xiàng)目的質(zhì)量管理不容忽視。光伏發(fā)電站在選址過程中應(yīng)充分結(jié)合其自身的特點(diǎn)，對(duì)影響電站收益的主要因素進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和分析。根據(jù)行業(yè)內(nèi)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)要求，或是本企業(yè)的測(cè)算要求，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行初步測(cè)算。

2 光伏發(fā)電站開發(fā)過程

光伏發(fā)電項(xiàng)目的開發(fā)可分為選址階段、預(yù)可研階段、可研階段、電站建設(shè)四個(gè)階段，光伏發(fā)電項(xiàng)目的選址工作，按照國(guó)家及地方政府要求，并結(jié)合其本身的特點(diǎn)，包括光資源、現(xiàn)場(chǎng)情況勘查、土地情況、氣候資料、區(qū)域電力情況、送出線路、地方政策等方面內(nèi)容的調(diào)查和分析。從而初步確定電站建設(shè)方案，進(jìn)行投資估算和經(jīng)濟(jì)性分析。在進(jìn)一步項(xiàng)目論證階段，根據(jù)以上內(nèi)容在核準(zhǔn)或是備案前完成可行性研究報(bào)告、環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告、水土保持報(bào)告、接入系統(tǒng)報(bào)告、土地預(yù)審、地災(zāi)報(bào)告、壓覆礦情況報(bào)告等項(xiàng)目情況的分析報(bào)告，此階段需要對(duì)項(xiàng)目用地進(jìn)行測(cè)繪及巖土初勘。由于光伏發(fā)電項(xiàng)目系統(tǒng)簡(jiǎn)單、建設(shè)周期短等特點(diǎn)，通常項(xiàng)目可行性研究報(bào)告編制達(dá)到初步設(shè)計(jì)的深度，項(xiàng)目省略初步設(shè)計(jì)，直接開展施工圖設(shè)計(jì)配合電站建設(shè)。

3 影響光伏發(fā)電站選址的因素

光伏電站選址應(yīng)該結(jié)合各要素有序進(jìn)行，依次可分為三步，即決定性因素分析、邊界條件分析、固有要素分析。決定性因素包括光資源、土地情況，邊界條件包括送出條件、電力消納、交通情況、附近遮擋物等，固有因素包括地面附著物、環(huán)境要素等。首先對(duì)場(chǎng)址的光資源、土地等決定性因素進(jìn)行調(diào)查分析，對(duì)場(chǎng)址初步判斷，判定場(chǎng)址是否可以建設(shè)光伏發(fā)電項(xiàng)目。其次對(duì)廠址的周邊條件進(jìn)行實(shí)地踏勘，收集資料進(jìn)行詳細(xì)分析，進(jìn)行投資估算及經(jīng)濟(jì)初評(píng)價(jià)，判定場(chǎng)址是否符合投資方對(duì)投資及收益的要求。最后進(jìn)行場(chǎng)址固有信息的收集，結(jié)合前兩個(gè)階段的分析，確定光伏發(fā)電的技術(shù)方案、送出方案，制定投資概算并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，完成項(xiàng)目選址工作。

3.1 資源分析

光資源情況是場(chǎng)址是否有開發(fā)價(jià)值的先決因素，太陽(yáng)總輻射受地理緯度、日照時(shí)數(shù)、海拔高度和大氣成分等因素的影響，太陽(yáng)能資源分布特征對(duì)于電站系統(tǒng)的布局和太陽(yáng)能利用效率非常重要。根據(jù)國(guó)家氣象局發(fā)布的日照輻射數(shù)據(jù)，全國(guó)大致上可分為五類地區(qū)，根據(jù)目前光伏電站建設(shè)單位投資水平，三類以上地區(qū)較適宜太陽(yáng)能資源的開發(fā)，四類地區(qū)為較難開發(fā)地區(qū)，五類地區(qū)幾乎為不可能開發(fā)地區(qū)。但是如果有特殊的地方補(bǔ)貼政策，可以考慮開展進(jìn)一步工作。

3.2 土地情況

光伏發(fā)電項(xiàng)目占地面積較大，土地是否可以合法使用是項(xiàng)目的決定性因素。光伏發(fā)電項(xiàng)目用地采取征地和租賃兩種形式，對(duì)于青海、新疆等西北地區(qū)的荒山、戈壁，由于土地補(bǔ)償費(fèi)用較低，光伏發(fā)電區(qū)可采用征地方式，對(duì)于其他地區(qū)為了降低工程的前期投入成本，可探索采用租賃國(guó)有未利用土地的供地方式。光伏發(fā)電項(xiàng)目要求地質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)于可能出現(xiàn)塌陷等潛在的地質(zhì)災(zāi)害的場(chǎng)址，則需慎重考慮開發(fā)光伏發(fā)電項(xiàng)目。

3.3 邊界條件

邊界條件包括送出條件、電力消納、交通情況、附近遮擋物、水源等。

按照國(guó)家“合理布局、就近接入、當(dāng)?shù)叵{、有序推進(jìn)”的總體思路，根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏κ袌?chǎng)發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整需要，與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)公司（或供電公司）溝通，落實(shí)市場(chǎng)電力消納條件，避免電站運(yùn)行中出現(xiàn)棄光現(xiàn)象。并且通過水光互補(bǔ)、風(fēng)光互補(bǔ)的方式提高電能質(zhì)量，以減少電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，提高電站的等效利用小時(shí)，保證項(xiàng)目收益。

3.4 環(huán)境要素

環(huán)境要素包括水文、大氣質(zhì)量、濕度、氣象因素等。水文因素包括短時(shí)最大降雨量、積水深度、洪水水位等，直接影響光伏系統(tǒng)的支架系統(tǒng)、支架基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)以及電氣設(shè)備安裝高度。大氣質(zhì)量因素包括：空氣透明度、空氣內(nèi)懸浮塵埃、空氣濕度等因素。前兩者主要影響實(shí)際日照輻射量，空氣內(nèi)懸浮塵埃量影響光伏組件的清洗頻率，空氣濕度除了對(duì)金屬設(shè)備的腐蝕外，還存在誘發(fā)組件的PID效應(yīng)，加速組件的衰減，嚴(yán)重影響發(fā)電量。氣象因素應(yīng)充分考慮冰雹、沙塵暴、大雪等災(zāi)害性天氣光伏發(fā)電站的影響程度。

3.5 地方政策

除了上述因素外，正確把握地方政府對(duì)光伏發(fā)電項(xiàng)目的鼓勵(lì)政策會(huì)使光伏發(fā)電項(xiàng)目的開發(fā)事半功倍。地方政府對(duì)光伏發(fā)電項(xiàng)目的補(bǔ)貼，能夠有效地提高項(xiàng)目本身的收益，使光資源較差的地區(qū)具備了開發(fā)價(jià)值，增加光資源稍好的地區(qū)執(zhí)行的靈活度。

4 光伏電站的選址方法

光伏發(fā)電站選址可以采用以要素定點(diǎn)的方法，影響光伏發(fā)電項(xiàng)目選址的決定因素為資源和土地情況，可分為以資源定點(diǎn)和以土地定點(diǎn)兩種方法。光伏發(fā)電項(xiàng)目的選址可以結(jié)合兩種方法，在收集資料信息的同時(shí)，進(jìn)行實(shí)地踏勘，對(duì)項(xiàng)目場(chǎng)址要素綜合分析。另外，可以根據(jù)地方政府對(duì)光伏項(xiàng)目的鼓勵(lì)政策，開發(fā)水光互補(bǔ)、風(fēng)光互補(bǔ)、漁光互補(bǔ)、農(nóng)光互補(bǔ)等特色項(xiàng)目，采取“以特色要素定點(diǎn)”的方法，在水電、風(fēng)電項(xiàng)目附近進(jìn)行選址，提高并網(wǎng)光伏項(xiàng)目的電能質(zhì)量；在魚塘、特色經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)進(jìn)行有效論證，滿足光伏發(fā)電項(xiàng)目對(duì)土地的要求。

5 結(jié) 論

大型并網(wǎng)光伏發(fā)電項(xiàng)目的選址雖然沒有火電、核電項(xiàng)目的選址復(fù)雜、時(shí)間長(zhǎng)，但是其各要素的調(diào)查分析也是一件繁復(fù)的工作。光資源和土地情況的分析是選址工作的重點(diǎn)，光資源決定項(xiàng)目收益，土地情況決定項(xiàng)目是否可行，邊界條件決定項(xiàng)目實(shí)施難度，固有要素影響項(xiàng)目投資，針對(duì)各要素材料的收集并結(jié)合實(shí)地踏勘，全面細(xì)致的分析是順利完成項(xiàng)目選址的保障。

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