浅谈太阳能光伏发电站的建设

张明辉

张明辉

（苏州爱康能源工程技术股份有限公司215600）

摘要：随着节能资源发展的趋势，太阳能光伏发电站的建设越来越受到国家的重视。本文主要分析了我国太阳能资源情况，太阳能光伏电站的建设对环境的要求，施工步骤以及案例分析。

关键词：太阳能；光伏发电站；建设

随着国际光伏发电迅猛发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡，并在向并网发电的方向发展。太阳能丰富地区掀起了太阳能电站建设的热潮。

一、太阳能光伏发电站开发与建设的意义

光伏发电生产过程是利用太阳能电池的光伏效应将太阳光能直接转化为电能过程，不会损害和污染环境。从资源的潜力和长远来看，光伏发电是最具有潜力的可再生能源发电技术；从资源的合理开发利用来说，开发太阳能可以带动当地的经济发展和就业，给当地人民谋福利，实现经济可持续性发展。此外，太阳能是清洁的、可再生的资源，开发太阳能综合示范项目符合国家环保、节能政策，项目的开发建设可有效减少常规能源尤其是煤炭资源的消耗，保护生态环境，营造出山川秀美的旅游胜地，项目本身也可以成为一个独特的旅游景点，促进当地旅游业的发展。大工业企业自建光伏电站，不仅可以减少石化能源的消耗，还可改善能源消费结构，符合我国能源发展战略的需要，是对政府完成“十三五”节能目标的大力支持，具有重要意义。太阳能光伏发电，对于促进新能源事业的发展，在环境效益、经济效益、社会效益等方面，都是利国利民的。

二、太阳能光伏发电系统的设计及施工步骤

2.1设计

太阳能光伏发电独立光伏系统的设计工作要从收集太阳能数据和计算复核大小开始，然后确定系统各部分规格（蓄电池、控制器、逆变器），然后进行电气及导线连接等部分设计；此外，完整设计尚需包含操作和维修部分的计划。

2.2光伏组件选型。目前我国的光伏产业己经拥有了世界第一的光伏电池制造能力，但由于发展时间短，光伏产业的配套体系尚未完全建立，如果国内光伏市场能大规模启动，光伏发电成本还有较大的下降空间。过去的情况是薄膜电池在抢夺硅电池的市场，如今的情况是倒了过来，薄膜电池原本就狭小的生存空间将进一步被晶硅电池抢去。晶硅太阳能电池仍然是市场的主流，不可替代。①晶体硅光伏组件技术成熟，且产品性能稳定，使用寿命长。②商业用化使用的光伏组件中，单晶硅组件转换效率最高，多晶硅其次，但两者相差不大。③晶体硅电池组件故障率极低，运行维护最为简单。④在开阔场地上使用晶体硅光伏组件安装简单方便，布置紧凑，可节约场地。⑤尽管非晶硅薄膜电池在价格、弱光响应，高温性能等方面具有一定的优势，但是使用寿命期较短。

2.3施工

太阳能光伏发电系统的施工分为两大类：第一类是将太阳能电池阵列在屋顶等处的安装和功率调节器等设备的安装工程；第二类是太阳能电池组件间的连线和连接各设备间的电气工程。太阳能光伏发电的电气施工和太阳能组件的安装要同时进行。

三、太阳能光伏电站的建设对环境的要求

①太阳能伏电站的建设不影响建筑物的原有结构，建筑原有的使用功能、围护结构特性、建筑体形和立面的不改变。②光伏电站安装在混凝土结构的屋顶上，建筑的设计承载能力为200Kg/㎡左右，而光伏电站的荷载为30Kg/m2左右，使用太阳能应用安全、可靠又不影响建筑物美观。③光伏电站是利用基础的自重来固定方阵的，不破坏屋面的防水层，隔热层和保温层等。④太阳能光伏发电不产生任何的废气、废水、废渣等废弃物。⑤在运行的过程中没有任何转动部件，不会产生噪声污染。⑥光伏发电的原理是光伏效应，太阳电池组件在光照的条件下产生直流电，经过一定的串并联汇总后接入到并网逆变器，转换50HzAC230V/400V电源，在整个电源的产生和转换过程中没有任何高频交流电，无电磁辐射，不会对人体产生危害。⑦太阳能电站的电缆敷设采用原有的管道和桥接，一般不额外敷设线路，即使涉及线路的敷设，也是采用隐蔽的结构，不破坏原有的建筑和环境。⑧太阳能电站是免维护或者少维护的，电站的运行是无人值守的。

四、光伏电站方阵基础的施工分析

对于光伏电站的施工，首先是要依据地区全年发电量进行最优分析，以确定好电站方阵的最佳位置和间距：此外是要根据当地的风力资源进行判断，以设计方阵基础的受力程度。而在光伏电站建设施工中，矩阵支架的施工应该是重点考虑因素。

3.1太阳能电池方阵基础与支架的施工

首先进行场地平整挖坑，按设计要求的位置制作浇注光伏电池方阵的支架基础。基础预埋件要在平整牢固。当要在屋顶安装电池方阵时，要使基座预埋件与屋顶主体结构的钢筋焊接或连接，如果受到结构限制无法进行焊接或连接的，应采取措施加大基座与屋顶的附着力，并采用铁线拉紧法或支架延长固定等加以固定。基座制作完成后，要对屋顶破坏或涉及部分按照国家标准《屋面工程质量验收规范》的要求做防水处理，防止渗水、漏雨现象发生。太阳能电池方阵支架应采用热镀锌钢材或普通角钢制作，沿海地区可考虑采用不锈钢等耐腐蚀钢材制作。支架的焊接制作质量要符合国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》的要求。普通钢材支架的全部及热镀锌钢材支架的焊接部位，要进行涂防锈漆等防腐处理。太阳能电池支架与基础之间应焊接或安装牢固。在电池方阵基础与支架的施工过程中，应尽量避免对相关建筑物及附属设施的破坏，如因施工需要不得已造成局部破损，应在施工结束后及时修复。

3.2不同纬度地区对于矩阵支架角度的需要

在光伏电站方阵施工中，施工地区往往所处的纬度会存在差异，而不同纬度地区，对于矩形支架角度的要求也是不同的。因此，在设计光伏矩形支架时，不仅仅要要考虑角度问题，还要对其进行相应的调节，充分考虑地面和屋顶光伏电站的可使用性。另外，施工要允许快速调整矩形支架的角度，尽量避免不能迅速调整而带来的损失，这也是对矩阵支架角度要求的体现。

3.3矩阵支架的平整度对太阳能电池板变形的影响

光伏电站方阵施工中，对于安装太阳能电池板有严格标准，首先它是一种通过吸收阳光而转化为电能的装置，因此，矩阵支架的平整度会对其产生一定的影响。在安装矩阵支架时，首先要确定支架的前、后立柱置于基础柱顶，用斜拉杆将前、后立柱进行相应的连接，而此时需要检查的是支架底座的平整度，要求是平整度的偏差要小于等于5毫米，以及对角误差也是一样。另外，太阳能电池板要在矩阵支架基础上逐块安装，同样需要对平整度进行调节，由此可见，矩形支架的平整度与太阳能电池板有密切联系，如果支架平整度系数太大，可能会造成太阳能电池板变形，减少阳光的直接接触面积，进而影响太阳能的转化效率。

结语

目前太阳能光伏发电站开发建设成本的优势日显，随着太阳能光伏发电的大规模应用和推广，尤其是上游晶体硅产业和光伏发电技术的日趋成熟，每千瓦光伏发电的建设成本相比其它可再生能源已具有相同的经济优势，因此需要加强对其进行开发与建设。

参考文献

[1]高胜勇，徐惠，李鑫.可回收式地面太阳能光伏电站支架组件施工技术[J].安装，2013

[2]李龙.浅谈太阳能光伏电站投资分析[J].时代金融，2013

[3]沈重.对太阳能光伏电站设计影响因素的分析[J].黑龙江科学，2013

作者简介

张明辉男（1983年9月）汉族籍贯：江苏省沛县学历：山东科技大学本科研究方向：新能源（光伏行业）发电站的前期施工，现场管理等单位：苏州爱康能源工程技术股份有限公司。