摸索适合多雪区的光伏发电系统

 “新泻东部光伏电站”位于新泻县东部工业园区、总输出功率约为22.65MW（电站并网输出功率：17MW）。由新泻县的企业局担任发电业务经营者。

电站由输出功率约1MW的1号系列、1.25MW的2号系列和21.3MW的3号系列（图1）的三座百万光伏电站组成。

摸索适合多雪区的发电系统

 

1号系列光伏发电系统的特点是，太阳能电池板的设置角在夏季和冬季可以不同（图2），这是用可动式架台实现的。

像阿贺野市这样的多雪区的百万光伏电站，在保证发电量上面临两大课题：一是降雪期积雪掩盖太阳能电池板，导致发电量减少；二是阴天多，即使在春季到秋季日照多的时期，发电量也往往低于太平洋沿岸地区。

 

这两个课题借助设置角可动式架台得到了解决。太阳能电池板的设置角可以手动在20度、40度之间调整。

冬天，使太阳能电池板倾斜40度，使积雪容易从电池板上滑落，在太阳中天高度大的冬季到秋季，则变为20度角，以增加发电量。

在1MW的光伏发电系统之外，1号系列还设置了输出功率为9kW的自动跟踪型发电系统。单轴跟踪型和双轴跟踪型各4.5kW（图3）。

1号系列的设计、采购及施工（EPC）服务由三菱电机设备工程和菱电公司的特殊合营企业负责。太阳能电池板采用三菱电机制造的多晶硅型，逆变器（PCS）为杰士汤浅制造。

 

2号系列以后，太阳能电池板的设置角均固定为30度（图4）。而且，电池板底部的设置高度为180cm，阿贺野市年最大积雪量为130cm，设想再加上积雪滑落后堆积的50cm，共计180cm。

2号系列的EPC服务是由东芝负责的。太阳能电池板采用韩国LG电子制造的单晶硅型，逆变器为东芝三菱电机产业系统（TMEIC）制造。

 

地面铺设沥青材料

3号系列的并网输出功率为15MW，但太阳能电池板的输出功率为21.3MW，约为1.42倍的过载（图5）。

当电池板底部的设置高度为180cm、设置角为30度时，遮挡后排电池板的影子较长（图6），但两列的间隔控制在3.5m，以增加电池板的铺设数量。

 

EPC服务由东芝和福田组组成的“东芝福田特殊合营企业”负责。福田组是一家总部位于新泻市的建设公司。

 

3号系列的地面既有全部铺设沥青材料的区域，也有电池板下方是土地，其他部分铺设沥青材料的区域（图7）。沥青使用废料，降低了成本。

当初计划，除太阳能电池板下方意外的所有区域都要铺设沥青材料。

 

这样，除电池板的位置外，因其他地方均可作通道使用，能够提高可操作性。而若全部铺设沥青材料不仅铺设成本高，而且在设置混凝土基础时，还会增加挖掘地面的成本。

但在开始施工后发现，下雨后，留有土地的电池板设置下方泥泞不堪，导致可操作性降低的天数超出了预期。因此，之后施工的区域就换成了全部地面铺设沥青材料的方法。

而且，全部地面铺设沥青材料还能防止杂草生长，有助于减少开始发电后的维护费用。

采用东芝电池板、TMEIC逆变器和坂田架台

混凝土基础的尺寸依架台上安装的太阳能电池板的数量作了调整。基础共计1万4854个（图8）。

 

阵列（太阳能电池板方阵）东西两端的基础要窄，而内侧要宽（图9）。其原因是两端的基础只有一端承载电池板，而内侧的基础则两侧都承载电池板，载重量大。基础特别顾及到了积雪时的承重性。

 

考虑到风压，阵列两端的基础有时需要增加强度，但在新泻这种积雪地区，承载积雪的重量更为重要。

 

架台采用坂田制作所（新泻县长冈市）的产品。坂田制作所是日本国内在波纹屋顶等表面上固定太阳能电池板使用的五金件制造的顶尖企业，其强度和耐久性好、以减少部件数量提高了施工效率的架台也享有盛誉（图10）。

该公司的产品不仅投资效率高，而且符合新泻县的企业局在设计和施工招标时提出的积极活用县内资材的方针。

 

太阳能电池板采用东芝制造的单晶硅型，逆变器为TMEIC制造。