摘要 电能是人类赖以生存和发展的物质基础之一。在整个人类工业化发展过程中，电能为人类文明的进步和经济社会发展做出了巨大的贡献，但长期以来人类对电能的开发利用仍然使用传统的化石能 源，并且这种开发利用的方式使人类面临更加严峻的考验。而太阳能作为未来最具潜力的资源，在未来能源战略中占有重要地位，本文从自然环境的角度出发，寻找有利于光伏电站建设的各种因素，并结合得出的结论，对某光伏发电公司进行了实例分 析，并对公司后期开发太阳能光伏项目提供了借鉴。 关键词：光伏电站；选址；影响因素；自然 环境；太阳能资源。 1、光伏电站出现的背景 电能是人类赖以生存和发展的物质 基础之一。在整个人类工业化发展过程中，电能为人类文明的进步和经济社会发展做出了巨大的贡献，但长期以来人类对电能的开发利用仍然使用传统的化石能源，并且这种开发利用的方式使人类面临更加严峻的考验。为了减轻环境恶化，加剧全球变暖，中国政府承诺到2020年中国单位国内生产总值CO2排放量比2005年下降40%~50%，这有效的促进了中国在新能源领域的开发利用。作为新能源之一的太阳能也得到了极大的发展和利用，并且因其清洁环保、永不衰竭的特点，太阳能已成为目前发展速度最快的能源之一，被认为是最具潜力、未来最有可能代替化石能源的能源。 太阳能发电技术的竞争已成为各国掌握未来发展主动权的较量，具有重大而长远的战略意义。太阳能发电按其利用方式分为光发电和热发电，光发电即光伏发电，是指通过太阳能电池为媒介，将太阳光直接转化为电能的过程。近十年来，世界许多国家都加大了对太阳能光伏发电技术的研究，并制定了相关的法律和政策鼓励太阳能产业的发展。国内外光伏产业已成为近年来发展最迅猛的高新技术之一。 随着光伏发电产业的良好发展势头，世界各地越来越多的光伏电站正在建设和筹划。除光伏发电技术本身外，光伏电站位置的合理选择对光能的产出也显得尤为重要。光伏电站选址不合理会直接造成电站发电量流失，光伏电池利用率低下并造成维修费用增加，使得光伏电站的整体效益和运行寿命显著降低，还有可能对周围环境造成不良影响。因此，光伏电站的选址已成为光伏发电长远发展和科学发展亟待解决的一个重要课题。 2、光伏电站的发展现状 随着全球光伏产业的急速增长，国际、国内竞争的进一步加剧，全球范围内，光伏产业持续向低成本地区转移，中国劳动力成本优势不再明显。同时，国外大型电子制造企业和大型财团都以不同方式进入光伏产业，其资本优势和技术优势为中国光伏产业的继续发展带来了极大的未知因素。而国内，大型国有企业参与市场竞争。中电投、中节能、国电等多家企业进军光伏产业，并且同时涵盖了产业的上下游。这些企业的进入给原先的光伏企业同时带来了机遇和挑战。 根据欧洲光伏产业协会(EPIA)的最新数据，2013年全球太阳能安装量达37GW。这些数字包括中国11.3GW，日本6.9GW和美国4.8GW。欧洲所得结果则有所不同，德国从7.6GW降至3.3GW，法国从1.6GW降至613MW，而其他几个国家则都有所增加，希腊(1.04GW)、意大利(1.1-1.4GW)、英国(1-1.2GW)及罗马尼亚(1.1GW)都突破千兆瓦大关。在许多欧洲国家，大规模支持削减、可追溯性措施以及对监管架构计划外的改变，严重影响了投资者的信心及光伏投资的可行性，导致市场大规模衰退。 NPDSolarbuzz日前预计，2014年太阳能需求达49GW。该公司对于2013年的预期为36GW。 欧洲光伏行业协会(EPIA)日前还公布了对2016年之前太阳能市场的预测。EPIA预计2012年全球累计光伏装机容量将达到90到110GW，未来5年将增长200%到400%。如果欧盟对EIPA对太阳能政策的建议置若罔闻，中国和印度将成为未来光伏的新兴市场。中国的太阳能装机容量预计将从目前的3到5GW增长到2016年的4.5到10GW。美国太阳能制造业联合会上周发表了针对中国光伏发展战略的分析报告，报告称中国将为光伏行业提供更多财政和税务支持，并对多晶硅、硅片、电池和组件制造产业的发展提供帮助。 3、光伏电站选址的影响因素 3.1自然因素 3.1.1太阳辐射量 太阳总辐射由直接辐射和散射辐射组成，是反映一个地区太阳能资源丰富程度的重要指标。太阳辐射受日照时间和峰值太阳（日照）小时等因素的影响，日照时间指太阳直接照射地面的时间长短，峰值太阳小时也被叫做太阳日照率或者简称日照率，指对太阳能的有效利用率。 表3-1
表3-2
根据收集整理的数据得出表3-1和表3-2，证明太阳辐射量的主要影响由日照时间长短和日峰值日照时数来体现，由此得出影响因素： H1：光伏电站选址受长日照时间影响； H2：光伏电站选址受高峰值太阳小时影响。 3.1.2 纬度 如图3-1所示，地球纬度越高，太阳高度角越小，地面所获得的太阳辐射就越少，气温越低。其次，纬度越高，太阳辐射穿过的大气层厚度越厚，被大气削弱得越多，到达地面的也就越少，反之一样。
图3-1 根据地理学相关知识，得出图3-1，证明纬度影响太阳直射角度，从而影响太阳辐射量，由此得出影响因素： H3：光伏电站选址受低纬度影响。 3.1.3 温度 据研究显示，硅太阳能电池工作 在温度较高情况下，开路电压随温度的升高而大幅下降，同时导致充电工作点的严重偏移，易使系统充电不足而损坏；硅太阳能电池的输出功率随温度的升高也大幅下降，致使太阳能电池组件不能充分发挥最大性能。
图3-2 参照相关文献，得出图3-2，根据图3-2得出温度与太阳能电池板（多晶硅）的曲线关系如表3-3: 表3-3
由此得出影响因素： H4：光伏电站选址受最大环境温度影响。 3.2.地理因素 3.2.1地理位置 电站距离变电站及城市等用电中心越近越好，这样可以减少大量电能在运输过程中的消耗。交通运输便利，有利于建站施工安装及运行维修管理。 由此得出影响因素： H5:光伏电站选址受地理位置影响。 3.2.2土地类型 太阳辐射能量密度低，太阳能光伏电站需要很大面积的廉价土地，如戈壁、半固定沙漠、盐碱地等。耕地、草原等土地利用价值大的地区不宜开发。 由此得出影响因素： H6:光伏电站选址受土地类型影响。 3.2.3 地形 光伏电站要建在地势平坦、开阔且周围没有高大建筑物、树木、电线杆等能投影到太阳能电板上的遮蔽物。坡度越小越好坡向朝向正南方向，因为固定式光伏电池平板在北半球朝南架设能够接收到的太阳辐射最多。 由此得出影响因素： H7:光伏电站选址受地形影响。 由以上各影响因素的影响结果得到以下关系图（图3-1）：
图3-3 由关系图可知光伏电站的选址主要 因素有以上7种，如图3-3，本文从三个大的方面对某光伏发电公司进行实例分析。 4、实例分析，以某光伏发电公司为例 4.1纬度及辐射量 某光伏发电公司项目选址位于低纬度的北纬37°22′，由于纬度偏低，故太阳小时数高度角越小，地面所获得的太阳辐射量越多，其次，纬度越低，太阳辐射穿过的大气层厚度越薄，被大气削弱得越少，到达地面的辐射量也就越多。 4.2环境温度 该项目年最高环境温度可达38℃，低于硅太阳能电池所承受的最高温度，不会出现 开路电压随温度的升高而大幅下降，使太阳能电池损坏率低，使用寿命长，也不会因为环境温度的升高而影响到硅太阳能电池的输出功率的稳定，使太阳能电池组件能充分发挥最大性能。 4.3 地理、地形 根据地质测绘及勘探资料，该项目地貌单元为山前洪积扇，地貌类型为荒漠戈壁滩，地表分布有少数耐旱植物，如骆驼刺等。场址中西部分布高差约2m～25m的台地，岩石裸露。 适宜的土地类型和地形保证了足够的生产空间和便利的交通条件，且项目处于电网中心位置，距离附近变电站仅数公里，有利于电能的输送。 该场址区场址距县城直线距离25km～28km，地面高程1630m～1760m，地势大致西高东低，南北略高、中间低缓，地形坡降约3%。场址区小冲沟较发育，冲沟一般宽10m～20m，深约0.3m～1.5m。 5、结束语 按照目前太阳能产业的发展需求，应尽快进行在西北区域低纬度地区发展大规模太阳能光伏电站的可行性基础研究，预测中国未来太阳能分布情况，为将来电站选址及长远规划奠定基础。 参考文献： [1]高军武,陶崇勃.国内外太阳能光伏产业市场状况与发展趋势[J].电气技术.2009(08)· [2]毛思禹,许文年,侯燕梅,祝立群,张成.太阳能光伏电站场址选择问题的探讨[J].三峡大学学报(自然科学版).2011(04) · [3]廖华,许洪华.超大规模荒漠并网光伏电站的建设[J].可再生能源.2006(06) |
