闫 姝

(山西省电力勘测设计院,山西 太原 030001)

1 站址选择

1.1 概述

本工程位于山西大同天镇县谷前堡镇,天镇县位于山西省大同市东北端,地处晋、冀、蒙三省(区)交界处,东临河北省怀安县,南毗河北省阳原县,西接本省阳高县,北楔内蒙古兴和县。全县辖5镇6乡221个行政村,总人口21.38万人。最高海拔2100m,最低海拔976 m,无霜期90~128 d,年均日照时数2 827 h,年均气温6.4℃。天镇县为大陆性北温带半干旱大陆性季风气候,春季干旱多风,夏季较热多雨,秋季干燥凉爽,冬季寒冷少雪。

天镇县太阳能资源丰富,是我国太阳辐射的高能区之一。据NASA数据库提供的1984—2005年太阳辐射资料,站区22年的太阳能,日均总辐射量为4.53 kW·h/m2·d,年总辐射量为1653.45 kW·h/m2·a。根据我国在1983年出版的太阳能资源区划标准,该区域属于II类“很丰富带”,较适合大型光伏电站的建设。

1.2 站址自然条件

本工程站址位于大同市天镇县谷前堡镇环翠山,地理坐标为东经 114°01′32.3″~114°02′25.3″,北纬40°27′37.1″~40°27′58.5″之间,地势平缓,为无植被的建筑荒地,地势北高南低,海拔在1 100~1 160 m之间(1985国家高程基准),现场踏勘,厂区内到处是挖沙的沙石堆、沙坑,地势都被人工修整过,自然不明显。站址可用地范围南北宽约700 m,东西长约1 250 m,区域面积约87.20 hm2,可利用面积较大,能满足本期工程的用地要求。

本工程布置满足防洪要求,不存在文物古迹、压矿等问题,无不良地质构造,但当地采砂形成的废弃砂坑对场地有一定的影响。

2 厂区总布置

2.1 总平面布置原则

①厂区总平面按本期30 MWp设计布置。②全厂的总体规划及厂区总平面布置应符合城市总体规划和区域布局的要求。③在满足工艺流程合理的前提下,紧凑布置,节约用地。④站址地形较为平坦开阔,厂区竖向采用局部阶梯式布置方式。⑤合理利用地形、地质条件,避免高填深挖,尽可能减小土方工程量。

2.2 厂区总平面布置方案

厂区呈矩形布置,站区由北向南依次布置:太阳能电池组件方阵、站前区。

2.2.1 太阳能电池组件的布置

本工程设计容量为30 MWp,全部使用采用保定英利240 Wp多晶硅组件,尺寸为1 650 mm×990 mm。按1 MW配置一个逆变器室布置,共有30个1 MW单元。

在光伏方阵中,设置太阳能电池板的行间距时,应充分考虑场地的地形条件、前后阴影遮挡和检修空间的影响,安装角度设定为36°,可以有效地防止电池组件表面积水、积雪。为了使安装和检修更为方便,同时也可以有效地抵御风雪荷载。本次设计将电池组件通过螺栓固定在钢支架上。

2.2.2 站前区的布置

35 kV配电装置、中心控制室及办公用房采用联合建筑,布置于站区的南侧。

逆变器室及变压器按1 MW一个单元配置在阵列的中间,可减少电缆的敷设长度。

2.2.3 厂区围墙及大门设置

厂区四周设高度1.8 m的简易铁栅栏围栏。

厂区出入口位于厂区的南侧,靠近生产楼,作为站区的唯一出入口,设置电动伸缩门,宽度为8 m,高1.8 m。

2.2.4 厂区道路及地坪

进厂道路按国家四级公路技术标准执行,设计为车道宽为6.0 m,转弯半径为9.0 m,拟采用碎石路面,其他技术标准符合国家四级公路标准。进厂道路从已建成的谷前堡镇-榆林口县乡公路引接,进厂道路引接长度为1.5 km。

厂内道路按国家四级公路技术标准执行。本工程按照永临结合的原则规划厂内道路。施工结束后,将太阳能电池组件之间的施工道路改造加固为砂石路面,设计为单车道,路面宽为4.0m,转弯半径为6.0 m。

根据消防和工艺需求,将配电区域及站前区内的施工道路改造加固为混凝土路面,设计为双车道,路面宽为6.0 m,转弯半径为9.0m,按环行布置,电器设备的安装、检修及消防均能满足要求。

本工程站区围墙内占地面积为74.45hm2,征地面积为75.90hm2。

3 竖向布置

本工程地形起伏较大,总体呈北高南低。地面高程为1 100~1 160 m。场地内分布着一些挖沙的沙石堆和沙坑,总体高差为40 m,局部高差在10 m左右,局部坡度较大,最大坡度为18%,且场地周边地形亦高低不平,地形非常复杂。

根据站区的场地条件和太阳能发电工程自身的特点,场地设计为整体北高南低,将光伏板的行(列)间距与场地坡度相结合考虑,以有效地利用场地,且使光伏板互不遮挡阳光,从而保证发电效率。

为满足太阳能组件基础布置,整个场地东西向坡度取0.5%,南北向根据自然地面坡度在2%~7%之间,坡向站区边界。经过计算,站区挖方量为3×105m3,填方量为3×105m3;考虑少量的基槽余土,土石方基本平衡。

4 管线布置

根据工艺要求站区管线的布置尽可能顺畅、短捷,减少埋深和交叉,并沿道路布置,以方便检修。地下管沟与建构筑物或其它管沟的距离则根据有关规程、规范要求确定管沟间距及埋深。

全站电缆沟均按考虑排水设计,电缆沟内积水排至沟内低点处设置的集水坑,集水坑内的积水定期由移动泵抽出。站区其他地下管线均采用直埋,包括给水管、排水管、消防水管等。

5 绿化布置

站内未利用的场地,在不影响设备安全时,以植草为主辅以乔灌木相结合的立体绿化。

6 结束语

我国的新能源产业经历了从无到有、从小到大的持续、高速、健康的发展过程,风力发电、太阳能发电和太阳能热发电、生物质发电等项技术日渐成熟。太阳能作为高效清洁能源必将被广泛应用,太阳能光伏电站的站址选择就显得尤为重要。

太阳能光伏电站的站址选择主要是地理位置的选择:①要保证为太阳能资源丰富区域;②由于太阳能光伏电站的占地面积较大,如果在地形较为复杂的地区,应在满足节约用地的前提下,尽量减少土石方工程量,最终做到保证投资最小,收益最大。

[1]沈辉,曾祖勤.太阳能光伏发电技术[M].化学工业出版社,2005.