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【摘 要】 太阳能作为一种清洁能源，在能源战略中具有重要地位。太阳能光伏电站位置的选择对发电成本有直接影响，已成为一个亟待解决的重要课题。文章从实际工程建设的角度对光伏电站的规划选址需考虑的问题进行了分析研究。
【关键词】 太阳能；光伏电站；规划选址；影响因素
太阳能是一种清洁无污染的可再生资源，取之不尽、用之不竭。开发利用太阳能资源，可有效减少对常规能源尤其是煤炭资源的消耗，在能源战略中具有重要地位。太阳能光伏电站位置的选择对发电成本有直接影响，对光能的产出也显得尤为重要。因此，光伏电站的选址已成为光伏发电可持续发展亟待解决的一个重要课题。本文从光伏电站规划选址应遵循的原则、影响因素及与城乡规划的关系等三方面需考虑的问题进行了分析研究。
1 光伏电站规划选址应遵循的原则
结合光伏电站建设的特点、场地地形、地貌、气候条件以及我国现行的政策进行光伏电站的场址选择，应遵循以下原则：
1）符合产业政策、环境保护和可持续发展的原则；
2）符合所在地区城乡规划产业发展、空间管制要求和相关规范标准的原则；
3）选择用地以荒滩、戈壁等闲置、低效益土地为主，避免占用城乡建设用地，坚持节约用地的原则；
4）与项目建设相关的市政设施配套方便的原则；
5）具有较为丰富的太阳能资源，大气透明度较高，气候干燥少雨；
6）避开基本农田、城市水源地、电力高压走廊、能源运输廊道、风景名胜区等禁止建设用地的区域；
7）规划场址具有便利的交通运输条件和生产生活条件；
8）应结合工程的中长期发展规划，正确处理近期建设和远期发展的关系，考虑后期发展扩建的可能。
2 光伏电站规划选址的影响因素
2.1太阳能资源条件
光伏电站规划选址应考虑所在区域的太阳能资源分布情况，太阳总辐射量是反映一个地区太阳能资源丰富程度的重要指标。按接受太阳能辐射量的大小，全国大致可分为五类地区，如图1所示：
图1 中国太阳能资源分布图
表1 中国太阳能资源分布表
本工程位于新疆南部的巴州和静县，该区域日照充足，光能资源丰富，年日照时数在2500h～3200h之间，年均辐射量为5716.4MJ/m2·a，在光伏电池板的倾斜角度为35°时，倾斜面所接收到的年总辐射量为6613.92MJ/m2·a以上，属于表1中的“二类较丰富地区”，较适合建设光伏电站。
2.2气象条件
1）气温。根据和静县气象站的多年实测气象资料，本工程场区多年平均气温为8.8℃，多年极端最高气温为39.7℃，多年极端最低气温-26℃。本工程选用逆变器的工作环境温度范围为-25～55℃，选用电池组件的工作温度范围为-40～85℃。正常情况下，太阳电池组件的实际工作温度可保持在环境温度加30℃的水平。因此，本项目太阳能电池组件和逆变器工作温度可控制在允许范围内。
2）风向、风速。主要体现在对组件温度、物理损坏和磨蚀与降尘影响。本工程地处荒地，场址平坦四周无遮挡，场址区主导风向为东北风，多年平均风速为1.6m/s，30年一遇平均最大风速为28.7m/s。由于场区北侧为山坡，地面标高高出场区100米，形成天然的防风屏障，降低北风对项目区的影响。同时，太阳能电池组件支架设计参照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）及《钢结构设计规程》（GB50017-2003）要求设计。通过以上防风措施可使太阳电池组件支架及基础等的抗风能力在28.7m/s风速下不损坏为基本原则的前提下进行设计和施工。
3）风沙、粉尘。大风或沙尘暴发生时空气中的粉尘或沙尘粒子急剧增多，大气透明度明显下降，接收到太阳总辐射会明显减少，对光伏电站的发电量有一定影响。本工程场区年平均沙尘暴天数为3天/年，工程实施期间应加强防风沙粉尘措施和电池组件清洗工作，降低风沙和粉尘对本工程的影响，并利用结构件和组件自身对安装点的沙漠进行固化，防止扬沙。
4）雷暴。本工程拟选场区年平均雷暴日数为6天。本工程在太阳电池组件布置时将合理设置相应的防雷接地系统，以解决雷暴天气影响。
5）积雪。本工程拟选场区年最大积雪厚度为20cm，项目太阳能电池板最低点距地面距离为50cm，高于当地最大积雪深度，因此不会遭受冬季积雪的影响。
2.3自然地理条件
1）地理位置。电站交通运输便利，则有利于建站施工安装及运行维修管理。电站距离变电站及城市等用电中心越近，就越减少电能在运输过程中的消耗。本工程位于和静县县城西北侧约15公里处，距离西侧218国道约2公里，距离东北侧206省道约6.3公里，距离南侧305省道约20米，交通便利。本工程新建1座35kV开关站，出1回35kV线路接入110kV新农变，线路长度约6.2km，距离变电站及城市等用电中心较近。
2）土地类型。太阳辐射能量密度较低，故太阳能光伏电站需要大面积的廉价土地，如戈壁、半固定沙漠等，耕地、草原等土地利用价值大的地区不宜开发。本工程场址区现状主要为戈壁荒漠地，适宜开发。
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板在北半球朝南架设能够接收到的太阳辐射最多。本工程地处荒地，场址平坦开阔，四周无遮挡，光伏板为正南北方向朝南架设。
4）地质。地质条件的优劣直接导致电站初始投资额度的大小，同时，恶劣的地质条件也是电站安全问题的隐患之一。本工程场区地质环境条件复杂程度为简单，地质灾害危险性评估级别为一级，不良地质作用不发育，地质稳定性较好，适宜进行工程建设。
5）其他。选址还应考虑用地是否压覆矿产资源、是否存在文物古迹、是否有洪水和地震侵害的风险及如何防范的问题，考虑噪声、废弃物、污废水、光污染、电磁辐射等的影响，以及周边有无机场、微波通道及军事设施等问题。
2.4经济社会条件
在市场经济条件下，太阳能光伏发电成本和效益是影响其发展速度的重要因素之一。目前及未来一定时期内，太阳能光伏发电还是要靠国家和地方财政补贴支持，所以光伏电站规划选址必须紧密结合国家和地方政策及经济发展规划。
3 光伏电站选址与城乡规划的关系
发展新能源，规划须先行。因此，光伏电站的规划选址应当符合所在地区城乡规划的要求。本工程规划选址符合《新疆城镇体系规划（2012-2030年）》中关于自治区电源结构调整的要求；符合《新疆巴音郭楞蒙古自治州城镇体系规划（2009-2025）》中产业规划的要求；符合《和静县城市总体规划（2012-2030年）》中县域空间结构规划、县域产业布局规划、规划区空间管制规划、县域综合交通规划等的要求；符合项目所在乡镇（额勒再特乌鲁乡）总体规划的要求；不影响周边工业片区和重要设施建设，选址合理可行。
4 結语
太阳能光伏电站的选址工作对自然条件和基础设施条件有较大的依赖性，在符合城乡规划要求的基础上，既要考虑项目所在区域的太阳能资源、自然地理条件，还要考虑社会经济条件的影响。在规划选址阶段需要与各职能部门充分沟通，同时还要进行一定的测量和自然资源数据的收集分析等工作，通过多方案比选最终确定科学合理的选址方案。
参考文献：
[1]黄汉云.太阳能光伏发电应用原理[M].北京：化学工业出版社，2009：1-3.
[2]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，2009，8：89-92.
[3]Wenham S R，Green M A，Watt M E.应用光伏学[M].狄大卫，高兆利，韩见殊，等译.上海：上海交通大学出版社，2008：5-6，29-30，46-51，129-138.
【关键词】 太阳能；光伏电站；规划选址；影响因素
太阳能是一种清洁无污染的可再生资源，取之不尽、用之不竭。开发利用太阳能资源，可有效减少对常规能源尤其是煤炭资源的消耗，在能源战略中具有重要地位。太阳能光伏电站位置的选择对发电成本有直接影响，对光能的产出也显得尤为重要。因此，光伏电站的选址已成为光伏发电可持续发展亟待解决的一个重要课题。本文从光伏电站规划选址应遵循的原则、影响因素及与城乡规划的关系等三方面需考虑的问题进行了分析研究。
1 光伏电站规划选址应遵循的原则
结合光伏电站建设的特点、场地地形、地貌、气候条件以及我国现行的政策进行光伏电站的场址选择，应遵循以下原则：
1）符合产业政策、环境保护和可持续发展的原则；
2）符合所在地区城乡规划产业发展、空间管制要求和相关规范标准的原则；
3）选择用地以荒滩、戈壁等闲置、低效益土地为主，避免占用城乡建设用地，坚持节约用地的原则；
4）与项目建设相关的市政设施配套方便的原则；
5）具有较为丰富的太阳能资源，大气透明度较高，气候干燥少雨；
6）避开基本农田、城市水源地、电力高压走廊、能源运输廊道、风景名胜区等禁止建设用地的区域；
7）规划场址具有便利的交通运输条件和生产生活条件；
8）应结合工程的中长期发展规划，正确处理近期建设和远期发展的关系，考虑后期发展扩建的可能。
2 光伏电站规划选址的影响因素
2.1太阳能资源条件
光伏电站规划选址应考虑所在区域的太阳能资源分布情况，太阳总辐射量是反映一个地区太阳能资源丰富程度的重要指标。按接受太阳能辐射量的大小，全国大致可分为五类地区，如图1所示：
图1 中国太阳能资源分布图
表1 中国太阳能资源分布表
本工程位于新疆南部的巴州和静县，该区域日照充足，光能资源丰富，年日照时数在2500h～3200h之间，年均辐射量为5716.4MJ/m2·a，在光伏电池板的倾斜角度为35°时，倾斜面所接收到的年总辐射量为6613.92MJ/m2·a以上，属于表1中的“二类较丰富地区”，较适合建设光伏电站。
2.2气象条件
1）气温。根据和静县气象站的多年实测气象资料，本工程场区多年平均气温为8.8℃，多年极端最高气温为39.7℃，多年极端最低气温-26℃。本工程选用逆变器的工作环境温度范围为-25～55℃，选用电池组件的工作温度范围为-40～85℃。正常情况下，太阳电池组件的实际工作温度可保持在环境温度加30℃的水平。因此，本项目太阳能电池组件和逆变器工作温度可控制在允许范围内。
2）风向、风速。主要体现在对组件温度、物理损坏和磨蚀与降尘影响。本工程地处荒地，场址平坦四周无遮挡，场址区主导风向为东北风，多年平均风速为1.6m/s，30年一遇平均最大风速为28.7m/s。由于场区北侧为山坡，地面标高高出场区100米，形成天然的防风屏障，降低北风对项目区的影响。同时，太阳能电池组件支架设计参照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）及《钢结构设计规程》（GB50017-2003）要求设计。通过以上防风措施可使太阳电池组件支架及基础等的抗风能力在28.7m/s风速下不损坏为基本原则的前提下进行设计和施工。
3）风沙、粉尘。大风或沙尘暴发生时空气中的粉尘或沙尘粒子急剧增多，大气透明度明显下降，接收到太阳总辐射会明显减少，对光伏电站的发电量有一定影响。本工程场区年平均沙尘暴天数为3天/年，工程实施期间应加强防风沙粉尘措施和电池组件清洗工作，降低风沙和粉尘对本工程的影响，并利用结构件和组件自身对安装点的沙漠进行固化，防止扬沙。
4）雷暴。本工程拟选场区年平均雷暴日数为6天。本工程在太阳电池组件布置时将合理设置相应的防雷接地系统，以解决雷暴天气影响。
5）积雪。本工程拟选场区年最大积雪厚度为20cm，项目太阳能电池板最低点距地面距离为50cm，高于当地最大积雪深度，因此不会遭受冬季积雪的影响。
2.3自然地理条件
1）地理位置。电站交通运输便利，则有利于建站施工安装及运行维修管理。电站距离变电站及城市等用电中心越近，就越减少电能在运输过程中的消耗。本工程位于和静县县城西北侧约15公里处，距离西侧218国道约2公里，距离东北侧206省道约6.3公里，距离南侧305省道约20米，交通便利。本工程新建1座35kV开关站，出1回35kV线路接入110kV新农变，线路长度约6.2km，距离变电站及城市等用电中心较近。
2）土地类型。太阳辐射能量密度较低，故太阳能光伏电站需要大面积的廉价土地，如戈壁、半固定沙漠等，耕地、草原等土地利用价值大的地区不宜开发。本工程场址区现状主要为戈壁荒漠地，适宜开发。
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板在北半球朝南架设能够接收到的太阳辐射最多。本工程地处荒地，场址平坦开阔，四周无遮挡，光伏板为正南北方向朝南架设。
4）地质。地质条件的优劣直接导致电站初始投资额度的大小，同时，恶劣的地质条件也是电站安全问题的隐患之一。本工程场区地质环境条件复杂程度为简单，地质灾害危险性评估级别为一级，不良地质作用不发育，地质稳定性较好，适宜进行工程建设。
5）其他。选址还应考虑用地是否压覆矿产资源、是否存在文物古迹、是否有洪水和地震侵害的风险及如何防范的问题，考虑噪声、废弃物、污废水、光污染、电磁辐射等的影响，以及周边有无机场、微波通道及军事设施等问题。
2.4经济社会条件
在市场经济条件下，太阳能光伏发电成本和效益是影响其发展速度的重要因素之一。目前及未来一定时期内，太阳能光伏发电还是要靠国家和地方财政补贴支持，所以光伏电站规划选址必须紧密结合国家和地方政策及经济发展规划。
3 光伏电站选址与城乡规划的关系
发展新能源，规划须先行。因此，光伏电站的规划选址应当符合所在地区城乡规划的要求。本工程规划选址符合《新疆城镇体系规划（2012-2030年）》中关于自治区电源结构调整的要求；符合《新疆巴音郭楞蒙古自治州城镇体系规划（2009-2025）》中产业规划的要求；符合《和静县城市总体规划（2012-2030年）》中县域空间结构规划、县域产业布局规划、规划区空间管制规划、县域综合交通规划等的要求；符合项目所在乡镇（额勒再特乌鲁乡）总体规划的要求；不影响周边工业片区和重要设施建设，选址合理可行。
4 結语
太阳能光伏电站的选址工作对自然条件和基础设施条件有较大的依赖性，在符合城乡规划要求的基础上，既要考虑项目所在区域的太阳能资源、自然地理条件，还要考虑社会经济条件的影响。在规划选址阶段需要与各职能部门充分沟通，同时还要进行一定的测量和自然资源数据的收集分析等工作，通过多方案比选最终确定科学合理的选址方案。
参考文献：
[1]黄汉云.太阳能光伏发电应用原理[M].北京：化学工业出版社，2009：1-3.
[2]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，2009，8：89-92.
[3]Wenham S R，Green M A，Watt M E.应用光伏学[M].狄大卫，高兆利，韩见殊，等译.上海：上海交通大学出版社，2008：5-6，29-30，46-51，129-138.