太阳能光伏电站设计要点及影响因素分析

陈坤

【摘  要】随着社会的发展，企业在生产过程中对能源的需求量不断增加，过度开采自然资源对我国环境造成了较大的伤害，也增加了能源短缺所带来的经济风险。为了改变这种局面，太阳能发电逐渐受到更多人的重视，依靠现代技术力量的支持，将太阳能转化为更多的电能资源，极大地满足的人们生活和企业生产的需求，同时也推动了太阳能产业的进一步发展，不过，由于我国太阳能光伏发电行业起步较晚，在实际应用当中仍然存在较多的问题。因此，我国应加大太阳能光伏电站设计方面的研究力度，在以往的设计工作中总结经验与教训，找出影响光伏电站运行的根本原因，并采取有效的措施进行解决，将光伏电站所具备的功能特点充分发挥出来，为我国国民经济水平的提高做出贡献。

【关键词】光伏电站;设计;问题

无论是人们的生活还是社会的发展都离不来对能源的使用，近年来，我国对自然资源无限索取，能源危机日益严峻，不仅会影响到企业的正常发展，而且也对人们的生活带来了一定的负面影响。此外，自然资源的大量开采，对我国环境造成了破坏，地震、台风、洪涝等自然灾害频繁发生，对人们的生命安全造成了威胁。基于此，我国应加大新能源的开发力度，使用更加安全、可靠的新型能源，缓解当下紧张的局面。如今，太阳能光伏发电受到了各界人士的关注，在实际应用中也發挥出了较大的作用。利用能源转换原理，将太阳能转换为可供人们使用的电能资源，不仅能有效解决电能紧张的问题，还具有保护环境的功能。

一、光伏电站运行特点分析

光伏电站在运行过程中，主要具备周期性、间接性以及随机性等特点。此外，该系统运作原理主要是为了实现能量之间的转化，将太阳能转化为更多的电能资源。不过，在能量转换过程中，容易受到太阳管辐射以及其他因素的影响。通常情况下，阳光辐射强度在变化过程中，往往呈现出由高到低、由低到高周期性特点，受到天气变化的影响，太阳光辐射强度也会发生转变。因此，在光伏发电系统运作时，需要遵循一定的自然规律，了解太阳光辐射变化特点，确保能量转换的安全性和稳定性。

此外，在光伏电站运行过程中，太阳能是主要的能量来源，在光伏发电当中发挥着重要作用。为此，在对太阳能电站建设地点进行选择时，应以太阳光照强度、日照时间的长短等要素作为评判标准，便于光伏电站内部发电系统持续、稳定的运行。通常情况下，我国光伏发电站一般位于西北、华北等区域，此类地区光照较为充足，能够为发电站提供源源不断的太阳能源。不过，在对光伏发电站设计过程中，考虑到光伏发电站建设区域较为偏僻，人烟稀少，管理工作开展难度较大。因此，可使用远程监控设备来实现光伏电站的日常管理与维护工作，能够及时发现电站系统运行过程中出现的问题，以便在第一时间内得到有效的解决[1]。

二、太阳能光伏电站设计影响因素分析

（一）气象环境因素

太阳能光伏电站设计是一项内容复杂的环节，设计人员需要充分考虑气象环境以及电池最佳倾等各方面因素。当气象环境发生变化时，太阳光辐射轻度也会随之改变，继而对光伏电站系统的正常运作造成影响。因此，在对太阳能光伏电站进行设计过程中，应提前做好现场考察工作，对当地环境、地形以及气候变化情况进行全面调查，选择合适的气象环境设备，使其与当地环境相融合，并发挥出应用的作用。

（二）太阳能光伏电池最佳倾角影响因素

在光伏电站的实际应用过程中，想要获取更多的电能，需要充分了解太阳能电池片的使用情况，对太阳能光伏电池倾角进行调节，使其能够获取更多的太阳能源。不过，在太阳能光伏电站设计环节中，往往会受到太阳能电池能光伏最佳倾角的影响，导致太阳能电池片吸收能力较弱，大大降低了能量转换的效率。针对上述存在的问题，建设单位应对原有的太阳能光伏电站设计方案进行调整，在确保工程建设能够顺利完成的前提下，可利用太阳能观测站所发挥出的功能，对该区域太阳能源进行检测，从中获取更多真实、可靠的太阳能资源数据，以此作为设计依据，对太阳能光伏电池最佳倾角进行调整。需要注意的是，在太阳能观测站的使用过程中，测光时间应超过一年。如果在项目建设场地无法获取一年以上的观测数据，也可将观测区域更改为附近场址，利用现代计算机等信息技术，将获取的数据资料进行整合并分析，制定出完整的太阳能光伏电站设计方案[2]。

（三）太阳能光伏电站安全性影响因素

在太阳能光伏电站运行过程中，还存在较大的安全风险。考虑到较多发电站建设区域较为偏僻，气候条件恶劣，台风、洪涝等灾害频繁发生，加强光伏阵列采用露天方式进行建设，周围无其他遮挡物，极易受到自然灾害的威胁。因此，为了确保太阳能光伏发电站的运行安全，在进行设计前，设计人员应提前到现场进行勘察，了解当地环境、地形特点，针对当地经常发生的自然灾害，提前采取相应的措施进行防护。尤其是在光伏支架和光伏组件安装设计环节中，应融入更多的抗台风设计理念。采购抗压、抗拔性较强的建设材料，在支架或线缆桥架等室外设备安装过程中，增强防腐和抗烟雾功能，确保其能够抵挡外来侵袭。此外，增加防风、防腐设计环节，还能起到延长设备使用寿命的作用，有利于后期维护与保养工作的顺利开展。

三、太阳能光伏电站的设计要点

（一）电池组件的选择

通常情况下，太阳能电池组件具有多种选择方式，并且不同材料的太阳电池所发挥出的功效也会存在一定差异，常见的太阳能电池有单晶硅太阳电池、非晶硅太阳能电池以及铜铟硒电池等多种类型。在对太阳能光伏电站进行设计时，电池组件的选择也是一项重要的环节。由于建设区域环境恶劣、地形复杂，对施工技术、设计人员都有着较为严格的要求。因此，应选取技术含量高、寿命长、抗压力较强的电池组件。用现代质量检测技术，对所采购电池组件的质量进行检测，确保其无质量问题后，方可使用于后期建设工作当中。此外，设计人员还应对当地光源获取情况以及每年发电站发电量进行精确计算，为发电站后期建设提供更多可靠的数据支持[3]。

（二）太阳电池方阵安装方式的确定

光伏阵列安装也是太阳能发电站设计的重点内容，并且具有多种安装和控制方式。如：固定式安装、双轴跟踪式安装、被动控制以及符合控制等。这些因素直接决定了光伏阵列的运行方式，继而影响到发电站每年的发电量和建设成本。因此，在光伏发电站建设过程中，设计人员还应充分考虑成本支出、建设难度以及安全性能等因素，制定科学、合理的设计方案，确保其具有较强的可行性。此外，在光伏方阵发电模式运行中，还涉及到一定的计算，例如：年发电量=（kWh）=当地年总辐射能（KWH/㎡）×光伏方阵面积（㎡）×组件转换效率×修正系数。在对光伏方阵面积进行计算时，计算公式为光伏组件方阵面积=年耗电量/当地年总辐射能×组件转换效率×修正系数A=P/H·η·K。

（三）光伏电站的开发模式

光伏发电站建设是一项极为复杂的过程，需要耗费大量的人力、物力资源，并且该项目建设面积大，需要占用我国较多的土地资源。为了提高能源的利用效率，在该项目建设完成后，应对光伏支架下方的土地进行综合运用，开发农业、渔业等经济项目，将光伏产业与绿色产业相结合，促进我国国民经济水平的进一步提升[4]。

结语：综上所述，随着我国社会的发展，能源危机已经成为我国各行各业发展中所面临的主要问题亟需解决，当前，新能源取得了较大进步，利用能量转换原理，将太阳能转化为更多的电能资源，提高能源的利用效率，减少对环境的破坏，促进人与自然和谐相处。

参考文献：

[1]李乃永.电网接纳光伏电站并网运行的适应性及对策研究[D].山东大学，2012.

（作者单位：深圳晟能电力工程设计有限公司）