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一、组件布置
太阳能光伏组件布置方案目前采用两种形式,一种是横向布置、一种是竖向布置。需根据组件型号、组件尺寸、阵列、逆变器容量等进行选择,并对两种布置方案应进行对比,选择最优方案,并且分析阴影遮挡组件发电情况。
(1)地面电站(平地)采用固定倾角布置时,无地形变化,组件方阵无高差,投影方向为东北向、北向、西北向;
(2)山地项目采用固定倾角布置时,因地形东西向坡度变化,组件在东北、西北方向上会存在高差(组件阴影方向),且投影方向为顺坡向下时,阴影长度会顺坡增加,山地项目坡度多变,每一坡度下组件阴影会有所不同。
二、阵列间距
合理布置光伏阵列,不仅可以节约土地资源,减少业主用地费用,同时还能减少电缆、支架等工程量,节省投资,同时还能提高发电量。光伏阵列间距需根据坡向、坡度、太阳方位角等通过计算得出,不同的地形、坡度给出不同的间距距离。
三、最佳倾角与最大发电量倾角
在光伏电站设计中,如果采用固定倾角的安装方式,我们往往会选用最佳倾角。而这个“最佳倾角”的概念指的是当光伏方阵按照某一角度倾斜放置时,电池板倾斜面上的年总辐射量达到最大,而且通常情况下在大部分地区,与这个最佳倾角相近角度的辐射量差别其实很小。我们确定最佳倾角的计算通常会使用PVsyst等辅助软件。
四、最大发电量倾角与阵列间距
最佳发电量倾角并非一成不变,实际上和阵列间距密切相关,阵列间距越大,最佳发电量倾角的值就越接近最佳辐射量倾角。理论上,间距足够大到全年无遮挡,两者的值就等同。实际上这个间距值太大(一般在最小间距的两倍),会导致电站土地成本大大增加,影响收益率。实际设计时,针对土地紧张、用地成本高的地区我们采用最小间距,而对于一些土地充足、用地成本低廉的地区,我们可以考虑设当增加组件阵列间距。倾角一定的情况下,增加间距会减小阴影遮挡的损失,从而提高电站的发电量。然而随着间距的增加,光伏电站的用地面积、以及与面积相关的场平、接地、道路、电缆、围栏等费用也会相应增加。如何在成本和发电量之间找到一个平衡点,这是电站设计降本增效的关键点。
五、光伏支架
光伏支架主要有固定支架、固定可调支架、平单轴跟踪支架三种形式。光伏支架选择合理与否跟后期的安装施工有很大关系,选择不合理会导致支架安装困难或安装不上。
目前山地光伏支架安装困难主要有两个方面:
(1)因地势高低不平导致同一组光伏支架立柱长度不一样,设计时需考虑;
(2)因施工误差引起的螺栓与螺栓孔连接困难或连接不上。目前多采用C型檩条(预留调节孔)和插管式立柱解决以上问题。
六、光伏支架经济对比分析
根据大量工程实例,固定支架(组件布置为大阵列)比固定支架(组件布置为小阵列)的用钢量约减小6%。
七、光伏支架基础
光伏支架基础目前主要有以下几种形式:
1、钢筋混凝土条形基础;
2、微孔灌柱桩基础;
3、预应力混凝土管桩;
4、岩石植筋锚杆基础;
5、螺旋钢桩基础。
采用何种基础需根据项目的地质、地形、坡度、地下水、腐蚀性等条件选择。目前最常用的基础是微孔灌柱桩基础和预预应力混凝土管桩基础。设计时要考虑单、双立柱适用性及经济性。
八、光伏支架基础经济对比分析
根据大量工程实例,采用预应力管桩基础,固定支架(组件布置为大阵列)比固定支架(组件布置为小阵列)的桩基础材料费约减小12.5%。
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