分布式光伏电站选址

罗剑英 廖东进



分布式光伏电站选址

罗剑英 廖东进

随着我国光伏发电十三五发展规划的出台，分布式光伏发电将得到大规模推广和应用。本文从光伏电站选址影响因素出发，分析地面型和屋顶型分布式光伏电站选址方法，并从光伏功率曲线和负荷曲线的分析分布式光伏电站选址意义。

到2015年底，我国光伏发电总装机容量达到了4300万kw，为实现非化石能源发展目标，到2020年底，光伏发电装机容量将达到1.6亿kw，可见光伏发电市场空间巨大。在光伏电站建设过程中，除影响光伏发电效率的相关技术外，光伏电站位选址问题对光能的产出也显得尤为重要。光伏电站的选址或站区布局不合理会直接影响光伏电站的投资和收益。因此，光伏电站的选址问题是光伏发电系统建设首要考虑到问题。本文结合分布式光伏光伏发电特点，分析了地面型、屋顶型分布式光伏电站选址考虑因素。

分布式光伏电站选址总体要求

分布式光伏电站选址主要设计地面型和屋顶型光伏电站的选址。其选址方式同样要满足各类光伏电站选址要求。光伏电站的选址要根据地区太阳资源条件、交通运输、接入电网、站区土质、电力负荷等因素全面考虑。同时也要注意站区的防洪、水文、拆迁等因素影响。

地面分布式光伏电站选址

光伏电站用地类型

地面型光伏电站建设需要占用一定土地资源。其用电主要由两部分组成，一是用来安装光伏组件、支架、箱变等临时性设施所占用的临时占地；另外一部分是用来安装站区集控中心、升压站等永久性建筑的占地。

目前我国土地类型可分为建设用地、农用地和未利用用地。临时占地的土地性质一般为未利用地，包括滩涂、沼泽、荒山、沙地、盐碱地等。在《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》中指出要“因地制宜利用荒山荒坡、废弃土地、滩涂、鱼塘、湖泊、农业大棚等建设就地消纳的分布式光伏电站。”通知中提到的“荒山荒坡、滩涂、湖泊”属于未利用地，“鱼塘、农业大棚”属于农用地范畴，包括坑塘水面、沟渠等。所以在光伏电站选址时，首先要明确可建设光伏电站的土地类型。

地理地质

光伏系统选址的地理和地质情况因素包括：选址地形的朝向、坡度起伏程度、岩壁及沟壑等地表形态面积占可选址总面积的比例、地质灾害隐患、冬季冻土深度、一定深度地表的岩层结构以及土质的化学特性等。对于山体地面电站宜选择北高南低的地势平坦的上体；站区的地表形态和地质条件对支架基础的施工方案有较大的影响，会增大土建的施工成本；对土层不厚、岩石较多的山体不宜考虑。同时也应避开危岩、泥石流等地质灾害易发区；选择站址时，应考虑灰尘对光伏电站的影响，避开可能受悬浮物污染地区。

水文条件

对于站区的水文条件将关系到光伏电站的支架基础的设计、支架系统和电气设备的安装。如积水深度关系到组件、电气设备的安装高度；洪水水位影响支架基础的安全；排水条件则导关系到基础金属支架材料选择。所以在进行光伏电站选址时间，要考虑站区周围的防洪、积水、排水等能力和条件。

交通运输条件和电力输送

在光伏电站施工期间需要使用大型施工设备和大型设备运输，所以选址时尽量选择交通便利，可大型设备进出的站址。另外大规模地面光伏发电选址地点相对比较偏僻，因此必须考虑该光伏发电项目的电力输送条件。如选址离电力接入系统的变电站距离较远，则会增加项目资金投入，同时最大输电线路的能量损耗。

屋顶分布式光伏电站选址

屋顶分布式光伏电站跟地面电站选址有较大的差异。其主要和建筑物高度、屋顶可用面积、屋顶类型、承载力和使用年限相关。

建筑物的高度

屋顶光伏电站所处的建筑物高度不宜过高。主要原因，其一，光伏组件单体面积大，越高风荷载越大；其二，楼层过高，施工难度大，二次搬运费用高；其三，由于光伏电站的日常维护需要进行检修、清洗、更换设备等工作，楼层过高相对运行维护费用高。所以，对于高层建筑建设分布式光伏电站要慎重。

屋顶的可利用面积

屋顶可利用面积直接关系到光伏电站建设容量，从目前光伏电站建设来看，光伏电站建设的容量要具有一定的规模性，过小容量的光伏电站当前还不具备商业投资（随着国家对分布式光伏电站的推广及融资业务的发展，屋顶、户用光伏电站越来越受到人们的关注）。所以对于较小的可利用面积屋顶不宜建设。屋顶可利用面积主要由屋顶的女儿墙高度、屋顶构筑物、设备等因素相关。对于女儿墙过高，周边有较多、较大广告牌、中央空调、太阳能热水器的屋顶相对可利用面积较少，不宜安装光伏电站。

屋顶的类型与承载力

常见屋顶类型混凝土和彩钢瓦类型，对于不同类型屋顶的光伏电站的技术方案也不同。对于混凝土屋顶的基础形式、组件倾斜、间距和装机容量如表1所示。

表1　不同屋顶类型的光伏电站特性

所以，对于选用的屋顶要分析其承载力，承载力包括屋顶的恒荷载和活荷载。恒荷载主要指屋顶结构自重及固定附属构造层的重量；活荷载是指可移动的负载重量，如家具、摆设、人员等。另外，对混凝土屋顶需要考虑防水措施，对彩钢瓦屋顶要考虑瓦型朝向、瓦型结构、瓦型耐压能力等因素，瓦型朝向选用南北方向。

建筑物的产权

光伏电站投资者的屋顶使用成本一般体现为两种方式：一种是以租用屋顶的方式，每年付给产权人一定的租金；一种是合同能源管理模式，给电量消费者一个较低的电费，如现有电费的90%。其中，合同能源管理模式应用比较广泛。

使用者如果拥有建筑物的拥有产权，则谈判相对简单；若使用者只是承租人，并不拥有产权，是未来光伏电量的消费者。这种情况，就需要分别跟产权人和消费者分别进行协商，谈判成本和收益分享计划就相对较复杂。

建筑物的用途

从建筑物的用途角度可以分析该建筑物用电负荷特性、用电收益、站区可利用面积等因素，是分布式光伏电站建设主要考虑因素之一。一般屋顶的来源主要有：住宅、厂房、商业建筑、行政办公楼、医院、学校等。不同用途的建筑建设光伏发电系统特点如表2所示。

从表2可见，现阶段工业厂房、集中连片的商业建筑或医院适合建设屋顶光伏发电系统。

负荷曲线

表2　不同用途建筑光伏电站特性

分布式光伏电站选址除地面型和屋顶光伏电站考虑因素以外，还要考虑用电负荷曲线。负荷曲线图的横坐标是时间，纵坐标为负载有功功率的负荷曲线。对于光伏功率输出特性与负荷曲线趋势一致的分布式电站效益相对较优。下图1是某用电负荷曲线和光伏功率输出特性曲线图，曲线吻合相对较好。在 （a）图表示的是光伏功率曲线大于负荷曲线指，意味着自发自用的分布式光伏电站有部分能量将送入电网；（b）图表示的是负荷曲线始终大于光伏功率输出曲线值，表示分布式光伏发电以自发自用为主，不往电网输送电能。两种方案关系到光伏电站选址的负荷功率及容量问题。从（b）图来看，这个样的选址及效果更优，因为该电站不往电网输送电能，对电网不会造成冲击。

图1　负荷曲线

另外从收益角度来看，（b）图所体现的性价比会更高。因为屋顶光伏电站属于分布式光伏电站，享受分布式光伏电站的电价补贴政策，在同等条件下，分布式电价补贴比集中并网电价补贴略高。例如浙江省集中并网的光伏电站享受国家1元每度的标杆电价补贴，而分布式光伏电站电价除本身自己消耗以外，还享受国家和省共0.52元每度的补贴，总电价收益至少高于集中并网电价的5%。所以对屋顶光伏电站尽量以自发自用为主，减少对电网电能的输送。因此用户的用电负荷曲线与光伏功率输出特性一致的站址选择效益相对较优。

总结

分布式光伏电站来看主要有地面和屋顶光伏电站。地面型分布式光伏电站选址主要从光伏电站用地类型、地理地质、水文条件、交通运输条件和电力输送、负荷曲线等角度综合考虑选址的优缺点；对于屋顶型分布式光伏电站选址主要从建筑物的高度、屋顶的可利用面积、屋顶的类型与承载力、建筑物的产权、建筑物的用途、负荷曲线等角度综合考虑选址的优缺点。

罗剑英 廖东进

衢州中等专业学校

罗剑英（1980-）女，浙江衢州，经济师，本科，从事会计核算方面研究；廖东进（1979-）男，浙江衢州人，副教授，硕士，主要从事光伏发电方面研究。

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.11.008

衢州市科技计划项目（2014Y019）；衢州职业技术学院科研项目（XXGC1402）