复杂山地光伏电站三维地形阴影遮挡分析

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各位领导下午好,我们一直是在云南这边做复杂的山地设计,因为现在随着光伏变电站的项目越来越多,可能资源现在也越来越难选,好的地形已经选得差不多了,可能大家会面临复杂的产地地形光伏电站的开发。首先是何谓复杂山地光伏,以前我们通常认为什么样的地势可以作为山地开发呢?实际上这种图,我们跑现场的人会知道,山区这样的已经被农民开发成农田了。因为山地里面寸土寸金,留给我们光伏人开发项目的地,这种地是越来越不现实了。我们遇到的最多的是图片上的这种沟壑纵横,方位角度东西坡度在交替变化,从视觉角度来讲,是非常复杂的一个条件,这个条件下质地条件水文条件变化都很复杂,在这种情况下我们如何去做设计呢?首先我们了解一下看一下这个图片上显示的问题。首先上面的两个区域,这个是在小范围内连续突然的一个沟壑变化,造成了两个沟,这种条件下,设计初期没有考虑好的情况下,可能会后期不管是设计,布置,施工会面临很大的麻烦,还有下面的区域是一个阴影遮挡的区域,在选址的过程中,如果没有考虑到附近周围地形变化的情况下,可能会造成遮挡。这个电站在这个角度上就出现了一个遮挡问题。那么我们现在如何解决这个问题呢?这个也是一个复杂山地的光伏发电站,也是属于实际山体是南北走向,是有东西坡变化很明显,而且都是小片区域的分块地形,这样无论是布置还是以后的电缆接线,都造成了困难。所以微地形的变化是设计前最需要的注意问题。微地形变化在设计之前一定要考虑特别清楚,在做完图纸之后,需要现场去多跑多沟通,我们在设计开工,所有的设计布置开始之前,以我们的经验先对一侧的地图做一个分析,然后做一个阴影分析,这个分析之后会发现,这个山体会有一系列的位置有遮挡,那么青色部分就是分析出来的遮挡区域。如果按照常规布置,这块凭证的区域从设计角度,或者是施工角度是非常容易的。但是这一块儿是不利于做布置方案的,这个区域在我们初期的时候要剔除掉,黄色的区域就是可以满足光伏照射的区域。这里就也拿出几个例子,就是这个是在我们山地的一个工程,冬日拍摄的,红圈的位置就是因为那里突然间出现一个地形变化,因为我们测试的时候有可能会对这种突然变化,造成组件的一个突然的变化,可以看出在这个时间,比较算是中午的时间,就出现了遮挡,就是因为地形的变化造成了前排阴影的拉长,造成了一个组件的遮挡。这个图上可以看到,这个也是左下角也是一个地形变化的深沟,因为在设计时考虑到了阴影拉长,所以和后面的一排进行拉长,以避免遮挡。这种阴影条件下是在设计竖起要考虑的非常仔细的,就是说在布置完之后,要对现场的条件,尤其是恶劣的地形区域做一个重点排查。这样可以避免后期的一个损失。

在复杂山地中,按照我们常规的设计,一般是正南坡,所以我们在布置的时候,基本上都是正朝南,但是东西坡真的就是鸡肋吗?是不是鸡腿呢?我们可能在有些数据分析上可能不一定发现这个问题,那么我们,这个是在前年在云南做的一个工程,这里已经投产一年多了,这一年多的时间里,对属于进行了采集分析,我们拿出了三个有代表性的数据进行分析。20号方阵是正南坡,42号基本上是偏南坡。那么我们对这三个方阵的数据进行一年的采集,每个方阵里面各个逆变器,每个方阵里面有一些差异,我们取一个平均值,11好方阵,是1775,20号是1774,42是1784。后面的年运行小时数,11号是4400,20号是4427,42号是4426,也就是说正南破运营时间是最长的,我们考虑的是运行小时数,从这个数据可以看出,20号正南坡的年运行数是最长的。但是他发电量并不是最大的。相反而是三个方阵里面最小的,西坡这边发电量是一年之中最大的。这个是我对一个光伏电站进行的分析,我的想法可能要跟一些业主去沟通。因为现在大家都说大数据,这个数据量可以,但是可能,如果完全是大数据,以实际的数据印证设计的一些想法,这个结果是我拿出来跟大家分享的。

下面是以前我们经常有一个说法就是山形复杂,坚决不能做土地平整。因为做了以后会有一些水土流失。但是这个要根据实际的状态进行一个采定,同时这个图,这张照片显示的是在红圈区域,就是一个小的冲沟。在我们设计阶段,我们考虑了,因为这个冲沟不是很大,我就做了一些方案,把这个冲沟填平掉,这个方阵在最边上的两个支架就是增加出来的,这样通过这样的办法,提高了土地的利用效力。因为山地里面地形很复杂,可利用率是很高的,像这种小范围的平整和地形规整之后,可以提高效率,也节约了投资方的资金成本。

还有一个支架倾角的选择。以前很简单,稍微计算一下。但是这个最佳倾角,跟大家分析一下,我们以前做过一个方案,他的角是28度,因为我们选项目的时候,不管是什么项目,E的面积是确定的,面积确定之后倾角的变化是整个装机两的变化。那么以这个项目为例,28度的倾角,我们从21度到35度,随着倾角的变化,装机两都是在下降的,这三条曲线我们是没有办法判断出哪个角度是最合适的。我们就引入了一个度电成本的概念,就是光伏区造价+升压站等的固定投资,比上总发电量。这三个值比出来之后,汇成一个表,我们会发现,现在这个最低点已经不是在28度了,也就是说在24度的情况下,这个投入产出比是最高的。那么我想这个以后请大家可以在这方面,我今天算是抛砖引玉,大家可以讨论出一个更好的方式,提高我们整个光伏电站投资方面实现一个最大的收益。我们现在从今年看,电价在逐步下调,成本压力也在增大。

最复杂的山地设计,有以下总结。复杂设计是大自然的鬼斧神工,这样也需要我们去应付,具体的山体我们应该分析,既要吃肉也要啃骨头,最大限度的榨取地形的剩余价值。第二是运用三维地形阴影遮挡分析,将看似复杂五五零乱的山地梳理出头绪,保证分区块设计和评估。三山地光伏设计中应重点分析阴影变化规定,根据太阳小时变化规律,地形东西坡变化规律及度电成本的分析,等等。我的演讲完了,谢谢大家。

 
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