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]文章簡要介紹了太陽能資源開發(fā)的國內(nèi)外背景，光伏發(fā)電技術(shù)作為太陽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)電項目的特點，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，對影響光伏電站開發(fā)的決定性因素、邊界條件、固有因素進行詳細的分析。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大型并網(wǎng)光伏發(fā)電項目選址的重要性，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，準確分析各要素是順利完成項目選址的保障。

[關(guān)鍵詞]太陽能；光伏發(fā)電；項目選址

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

近年來，由于經(jīng)濟發(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核電的發(fā)展造成了嚴重的打擊，核電發(fā)展的爭議甚囂塵上，而內(nèi)陸核電更是備受爭議，新能源迎來前所未有發(fā)展機遇。世界許多國家都加大了對太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的研究，并制定了相關(guān)的法律和政策鼓勵太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而，國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的迅速擴張給新能源的發(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。國家雖然出臺了一系列的利好于光伏發(fā)展的政策，以促進國內(nèi)的光伏發(fā)電建設(shè)，但是光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍需謹慎。反觀國內(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)該謹慎對待，那么電站的選址工作更應(yīng)該做得扎實。

1 光伏發(fā)電的特點

光伏發(fā)電項目具有無污染、占地面積大、建設(shè)周期短、系統(tǒng)簡單、設(shè)備占投資比例大、資源決定收益、電能質(zhì)量低等特點。光伏發(fā)電無污染，對環(huán)境影響小，對于電力供應(yīng)緊張、污染較嚴重的地區(qū)，適合開發(fā)光伏發(fā)電項目。但是其建設(shè)開發(fā)往往受土地和資源限制，在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)一般很少有適合的場址，主要是因為在這些地區(qū)不但很難找到較大面積的場地，同時光資源情況也不盡如人意，達不到最低投資收益的要求。最近國家加大了對分布式光伏發(fā)電的支持力度，實現(xiàn)了在城市中建設(shè)光伏的愿望。而在較為偏遠的地方開發(fā)建設(shè)光伏項目，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)電項目雖然系統(tǒng)簡單，但是其設(shè)備約占總投資的80%，因此光伏發(fā)電項目的質(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，對影響電站收益的主要因素進行詳細的調(diào)查和分析。根據(jù)行業(yè)內(nèi)經(jīng)濟評價要求，或是本企業(yè)的測算要求，對項目進行初步測算。

2 光伏發(fā)電站開發(fā)過程

光伏發(fā)電項目的開發(fā)可分為選址階段、預可研階段、可研階段、電站建設(shè)四個階段，光伏發(fā)電項目的選址工作，按照國家及地方政府要求，并結(jié)合其本身的特點，包括光資源、現(xiàn)場情況勘查、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，進行投資估算和經(jīng)濟性分析。在進一步項目論證階段，根據(jù)以上內(nèi)容在核準或是備案前完成可行性研究報告、環(huán)境影響評價報告、水土保持報告、接入系統(tǒng)報告、土地預審、地災(zāi)報告、壓覆礦情況報告等項目情況的分析報告，此階段需要對項目用地進行測繪及巖土初勘。由于光伏發(fā)電項目系統(tǒng)簡單、建設(shè)周期短等特點，通常項目可行性研究報告編制達到初步設(shè)計的深度，項目省略初步設(shè)計，直接開展施工圖設(shè)計配合電站建設(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。首先對場址的光資源、土地等決定性因素進行調(diào)查分析，對場址初步判斷，判定場址是否可以建設(shè)光伏發(fā)電項目。其次對廠址的周邊條件進行實地踏勘，收集資料進行詳細分析，進行投資估算及經(jīng)濟初評價，判定場址是否符合投資方對投資及收益的要求。最后進行場址固有信息的收集，結(jié)合前兩個階段的分析，確定光伏發(fā)電的技術(shù)方案、送出方案，制定投資概算并進行經(jīng)濟評價，完成項目選址工作。

3.1 資源分析

光資源情況是場址是否有開發(fā)價值的先決因素，太陽總輻射受地理緯度、日照時數(shù)、海拔高度和大氣成分等因素的影響，太陽能資源分布特征對于電站系統(tǒng)的布局和太陽能利用效率非常重要。根據(jù)國家氣象局發(fā)布的日照輻射數(shù)據(jù)，全國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貼政策，可以考慮開展進一步工作。

3.2 土地情況

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

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。

按照國家“合理布局、就近接入、當?shù)叵{、有序推進”的總體思路，根據(jù)當?shù)仉娏κ袌霭l(fā)展和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整需要，與當?shù)仉娋W(wǎng)公司（或供電公司）溝通，落實市場電力消納條件，避免電站運行中出現(xiàn)棄光現(xiàn)象。并且通過水光互補、風光互補的方式提高電能質(zhì)量，以減少電網(wǎng)的負擔，提高電站的等效利用小時，保證項目收益。

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光伏發(fā)電項目的鼓勵政策會使光伏發(fā)電項目的開發(fā)事半功倍。地方政府對光伏發(fā)電項目的補貼，能夠有效地提高項目本身的收益，使光資源較差的地區(qū)具備了開發(fā)價值，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的方法，影響光伏發(fā)電項目選址的決定因素為資源和土地情況，可分為以資源定點和以土地定點兩種方法。光伏發(fā)電項目的選址可以結(jié)合兩種方法，在收集資料信息的同時，進行實地踏勘，對項目場址要素綜合分析。另外，可以根據(jù)地方政府對光伏項目的鼓勵政策，開發(fā)水光互補、風光互補、漁光互補、農(nóng)光互補等特色項目，采取“以特色要素定點”的方法，在水電、風電項目附近進行選址，提高并網(wǎng)光伏項目的電能質(zhì)量；在魚塘、特色經(jīng)濟作物種植區(qū)進行有效論證，滿足光伏發(fā)電項目對土地的要求。

5 結(jié) 論

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

參考文獻：

[1]黃漢云.太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用原理[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009：1-3.

[2]鄺少平.2009年全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告[M].北京：中國環(huán)境科學出版社，2009.