全寿命周期内光伏发电倾角研究

光伏电站阵列安装倾角不同对工程土建、电气工程量等都有一定的影响。当光伏电站总装机容量不变时，在最佳倾角附近一定角度范围内变化安装倾角，得出相对应的发电量及土建、电气工程量均随安装倾角的减小而减少的结论。在光伏电站全寿命周期内，对每个倾角的投资总费用与全部发电收益进行计算，并采用差额内部收益率法对相邻倾角的投资差额与收益差额进行研究，最后得出了光伏电站的最佳经济安装倾角，为工程建设的最经济性投资提供参考依据。

一

安装倾角对占地的影响

本文以青海省德令哈市某20 MW 光伏发电工程为例。本项目采用当地最佳倾角39°固定式安装，总占地面积为44.7 hm2。在工程建设总容量不变的条件下，当安装倾角在0～90°范围内变化时，占地面积随安装倾角的增大先逐渐增加，到达一定角度时几乎保持不变，之后有一定程度的减小，如图1 所示。

安装倾角在最佳倾角附近一定角度范围内变化时，总占地面积的变化幅度随安装倾角变化几近呈线性关系。增大安装倾角时总占地面积会增加，进而增加占地费用。在当前光伏发电工程用地不断紧张的趋势下，增大安装倾角在实际工程中已变的不可行。因此，应通过减少地面积的方法寻求最佳经济安装倾角。最佳倾角附近一定角度范围内的变化情况如表1 和图2 所示。

二

安装倾角对工程的影响

2.1安装倾角对发电量的影响 根据研究地太阳能资源情况并考虑影响发电量的其他因素，得出了全寿命周期内(25 年) 安装倾角不同时各发电年发电量情况，如表2 所示。在项目全寿命周期内，同一发电年发电量随安装倾角的减小而减少;相同安装倾角时，发电量逐年减少，这是由于光伏组件自身逐年衰减的原因。

2.2安装倾角对工程量的影响 对土建工程量的影响

安装倾角变化对土建工程量的影响主要包括支架用钢量及场内新建道路总长度。通过软件建立支架力学模型，可以看出，支架用钢量随安装倾角的减小而减少，减少幅度几近成线性等速关系，如表3 和图3 所示。

道路总长度随倾角减小而减少，但减少量与道路总长度相比比例很小，可近似认为几乎无变化，如表4 所示。

对电气工程量的影响

当安装倾角变化时，影响的电气工程量包括：接地网材料量、汇流箱至逆变器低压电缆长度、箱变至升压站高压电缆长度、通信电缆长度、电缆沟长度等。随着安装倾角降低，各电气工程量基本呈直线递减趋势。对于电气工程量来说，安装倾角越小、工程量越小，如表5 和图4 所示。