許明

合肥陽光新能源科技有限公司 安徽 合肥 230088

引言

伴隨著能源枯竭以及當代相關(guān)技術(shù)的快速進步，太陽能資源、風能資源以及核能資源應(yīng)運而生，其與石油資源、煤炭資源進行比較，太陽能資源、風能資源均歸屬可再生能源，且具有一定的清潔性，對環(huán)境破壞較小。要想將太陽能資源、風能資源轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟效益，推動我國可再生能源的開發(fā)運用，促進我國能源結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改變，降低石油等資源的運用，改善我國生態(tài)環(huán)境，因此在廢棄礦山中發(fā)展太陽能光伏發(fā)電站具有一定的現(xiàn)實意義。文章通過研究光伏發(fā)電站在廢棄礦山中的建設(shè)狀況，分析光伏發(fā)電技術(shù)在礦山中的運用，從而為我國相關(guān)的項目建設(shè)提供一定的依據(jù)。

1 項目建設(shè)概況

該項目在我國某地區(qū)的廢棄礦山中進行建設(shè)，太陽能光伏發(fā)電站工程的投入為三百萬元，工程建設(shè)的占地面積為10公頃，太陽能光伏發(fā)電站的裝機容量為5兆瓦，該工程在建設(shè)完成之后，年發(fā)電量可以達到55萬千瓦時。另外，工程第一期的裝機容量為3.115兆瓦，后期的裝機容量為1.885兆瓦。工程建設(shè)地區(qū)的地形為：北部地形較高南部地形較低，平均海拔位于700米至750米之間。建設(shè)地區(qū)的礦場，是由20世紀70年代進行開發(fā)的，礦場呈現(xiàn)出階梯狀，同一層的地形較為平坦，底層表面建設(shè)有相關(guān)的礦區(qū)工作設(shè)備以及礦區(qū)工作者的生活區(qū)域，因此，該地區(qū)是一鍵式太陽能光伏發(fā)電站項目，且具有一定的經(jīng)濟效益[1]。

2 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的闡述

光伏發(fā)電板作為太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備，其不僅能夠?qū)⑻柟獾哪芰哭D(zhuǎn)化為電能，而且還可以在另成多上使太陽能發(fā)電的效果得到提升，另外還可以減少太陽能電池在制造過程中的資金投入。所以，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的研究過程在一定程度上就是太陽能光伏發(fā)電板的發(fā)展過程。

3 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)

3.1 太陽能電池技術(shù)

太陽能光伏發(fā)電最重要的是要運用光伏效應(yīng)，把太陽光的一部分能量轉(zhuǎn)化成電能，從而為相關(guān)的設(shè)備提供電力，如果產(chǎn)生的電能過多，還可以對其進行存儲。在諸多的太陽能光伏發(fā)電的過程中，太陽能電池發(fā)電技術(shù)的運用占其比例較大。當前階段，伴隨世界各國對太陽能電池技術(shù)的不斷研發(fā)，在一定程度上也推動了一部分新型、先進構(gòu)造的太陽能電池的產(chǎn)生，新型太陽能電池的出現(xiàn)在一定程度上使光伏效應(yīng)的轉(zhuǎn)化效果得到提升，根據(jù)相關(guān)的研究，其光伏效應(yīng)的轉(zhuǎn)化效果已經(jīng)達到了90%至93%。但由于太陽能電池技術(shù)產(chǎn)生時間較短，其也存在著相關(guān)的缺陷，比如其制造過程的資金投入較多。因為太陽光的能量再轉(zhuǎn)化成電能時，具有一定的特征性，要運用相關(guān)的Si作為太陽能電池的制造材料，而Si的制造費用昂貴，所以導(dǎo)致太陽能電池的制造過程資金投入較多。除此之外，Si材料可以對相關(guān)的電能進行儲存，但其光電轉(zhuǎn)化的效果較差。但伴隨著世界各國對太陽能電池發(fā)電技術(shù)的研究，上述內(nèi)容會得到一定的解決，從而使太陽能電池的制造費用下降[2]。

3.2 Photovoltaic Array最大功率跟蹤技術(shù)

通過對太陽能光伏發(fā)電內(nèi)容進行相關(guān)的研究，發(fā)現(xiàn)要想使太陽能的運用效果得到提高，就要推動光電轉(zhuǎn)化效果的發(fā)展。經(jīng)過對相關(guān)研究數(shù)據(jù)進行分析，在太陽能光伏發(fā)電中，光電轉(zhuǎn)化效果會受到太陽光照射強度以及太陽光溫度等內(nèi)容的影響，而且其產(chǎn)生功率的過程，具備一定的變化性，上述情況再定程度上制約了太陽光能源的光電轉(zhuǎn)化效果。為了對上述情況進行處理解決，目前相關(guān)國家已經(jīng)研究出Photovoltaic Array最大功率跟蹤技術(shù)，經(jīng)過運用相關(guān)的科學(xué)技術(shù)對Photovoltaic Array進行把控，對光伏發(fā)電的相關(guān)狀況進行不間斷管理，如果其產(chǎn)生的功率降低，就可以對Photovoltaic Array的輸出功率進行改變，從而保證Photovoltaic Array能夠不間斷、高功率的應(yīng)用。

3.3 孤島效應(yīng)測量技術(shù)

目前階段，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)不僅包括太陽能電池技術(shù)、Photovoltaic Array最大功率跟蹤技術(shù)，還包括了孤島效應(yīng)測量技術(shù)。同時，該技術(shù)也在太陽能光伏發(fā)電技術(shù)中占有重要內(nèi)容。與太陽能電池技術(shù)、Photovoltaic Array最大功率跟蹤技術(shù)進行比較，該測量技術(shù)主要在具有一定單獨性的設(shè)施中進行運用，其可以使設(shè)備運行的安全屬性提升。由于在太陽能光伏發(fā)電的現(xiàn)實運用中，會受到相關(guān)狀況的作用，有概率導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生問題，從而導(dǎo)致電力產(chǎn)生情況，在一定程度上會影響太陽能光伏發(fā)電的供電效果，而孤島效應(yīng)測量技術(shù)通過運用相關(guān)的科學(xué)技術(shù)，能夠在電力產(chǎn)生問題的前提下，依舊進行供電過程，所以其可以解決上述問題，同時其還可以作為預(yù)備能源進行運用。孤島效應(yīng)測量技術(shù)內(nèi)容中的重要內(nèi)容是要對“孤島效應(yīng)”進行測量，通常運用的測量方法有：Frequency shift term method與Frequency offset method，在現(xiàn)時的測量過程中，要根據(jù)實際狀況，選擇科學(xué)的測量方法，從而保證設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，防止其因測量方式不科學(xué)，而導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生問題[3]。

4 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在廢棄礦山中的實際運用

4.1 電氣規(guī)劃

電器規(guī)劃的內(nèi)容主要由電氣一次與電氣二次構(gòu)成，其具體內(nèi)容如下所述：①電氣一次。上述內(nèi)容描述過，該項目一期工程，裝機容量為3.115兆瓦，由三個子陣列構(gòu)成，分別為1兆瓦的光伏發(fā)電子陣列2個，1.115兆瓦的光伏發(fā)電子陣列1個，同時在建設(shè)過程中安裝逆變器的數(shù)量為三個，變壓設(shè)備的數(shù)量為三臺，另外，三臺變電設(shè)備分別有1000千瓦時的變電設(shè)備2個，一千二百五十千瓦時的變電設(shè)備1個。供電系統(tǒng)的電壓等級為10000伏，通過規(guī)定的連接方式進行連接，供電系統(tǒng)不安裝相關(guān)的變壓設(shè)備。10000伏的配電設(shè)備運用1回光伏進線、1回出線、1回站用變、1回無功補償設(shè)備形式進行連接。另外，計算機控制系統(tǒng)安裝了相關(guān)的通信設(shè)備與測量控制系統(tǒng)。10000伏裝置、220伏直流系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)運用相關(guān)的方式與測量控制系統(tǒng)進行連接，而其他裝置運用相關(guān)的方式與通信設(shè)備進行聯(lián)系。②電氣二次。光伏發(fā)電站中建設(shè)的計算機控制系統(tǒng)的主要作用為：控制10000伏斷電設(shè)備、控制相關(guān)電路開關(guān)、220伏直流系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、光伏發(fā)電中的逆向變壓設(shè)備以及其他相關(guān)的裝置。控制系統(tǒng)以及相關(guān)的設(shè)備都設(shè)置在配電設(shè)備室的相關(guān)區(qū)域[4]。

4.2 土建項目規(guī)劃

土建項目規(guī)劃的主要內(nèi)容是太陽能光伏發(fā)電站項目建設(shè)過程中全部的土建工程，地表光伏構(gòu)件要運用11×2 塊/組、串聯(lián)的方式進行設(shè)置，其光伏構(gòu)件的傾斜度為21度，光伏構(gòu)件與地面的最短間隔為30厘米至50厘米的區(qū)域中。支架類型要運用經(jīng)常使用的雙立柱構(gòu)造，支架立柱之間的間隔距離為2米，每組串聯(lián)光伏構(gòu)件的距離大概為3米。各個構(gòu)件的下部位置要安裝鋼次梁的數(shù)量為2個，按照構(gòu)建的設(shè)置方式進行安裝，同時要運用相關(guān)的鋁合金材料對鋼次梁設(shè)備進行加固，鋼次梁設(shè)備要運用螺栓以及相關(guān)的焊接方式進行連接。另外，支架的承載能力要達到風壓等級為0.35kN/m2的標準，同時還要具有一定的平穩(wěn)性以及抗形變能力。不同構(gòu)件支架支柱注腳要運用U型螺栓和構(gòu)建的上部進行連接。單獨基礎(chǔ)設(shè)置：支架立柱之間的間隔距離為2米，每組串聯(lián)光伏構(gòu)件的距離大概為3米，每一個整體的柱腳要設(shè)置1個單獨基礎(chǔ)，各組一共要設(shè)置8個單獨基礎(chǔ)?；A(chǔ)要設(shè)置在建設(shè)的相關(guān)土層之上，同時要要求土層的載荷能力值要處于180千帕至200千帕的范圍內(nèi)。單獨基礎(chǔ)的建設(shè)技術(shù)就一定的便捷性，但其對地形的要求較高，因此，在其設(shè)置過程中要確保建設(shè)區(qū)域地形的平坦[5]。

4.3 工程建設(shè)的作用

在廢棄礦山中進行太陽能光伏發(fā)電站項目的建設(shè)，其具體作用有以下幾個方面：①改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，提高礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量，落實國家相關(guān)的環(huán)保政策。太陽能資源作為一種可再生的、清潔度較高的能源，其一年的發(fā)電量可節(jié)約煤炭970噸，降低二氧化硫的排放量達到1.45噸，降低氧化氮的排放量達到1.32噸，二氧化碳的排放量降低2000噸，因此用太陽能進行發(fā)電具有一定的環(huán)境保護作用。②改善我國能源結(jié)構(gòu)。由于我國工業(yè)革命時間較晚，因此，煤炭發(fā)電在我國發(fā)電過程中占有較大比例，建設(shè)太陽能光伏發(fā)電站項目，不僅可以落實國家相關(guān)的規(guī)定，在一定程度上還可以改善我國能源結(jié)構(gòu)。③保證礦區(qū)經(jīng)濟能夠可持續(xù)發(fā)展。在廢棄礦山中進行太陽能光伏發(fā)電站項目的建設(shè)，在一定程度上可以保證礦山經(jīng)濟能夠達到可持續(xù)發(fā)展的目標[6]。

5 結(jié)束語

當前，我國相關(guān)地區(qū)大力發(fā)展廢棄礦山環(huán)境修復(fù)，其主要原因是由于對廢棄礦山地區(qū)的環(huán)境進行修復(fù)，在一定程度上能推動地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，改善該地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，使人民生產(chǎn)生活質(zhì)量得到提高，所以其就一定的現(xiàn)實作用。而在廢棄礦山中進行相關(guān)的光伏發(fā)電項目建設(shè)，可以對其進行二次運用，節(jié)約建設(shè)用地。另外，如上文所述：該項目其一年的發(fā)電量可節(jié)約煤炭970噸，降低二氧化硫的排放量達到1.45噸，降低氧化氮的排放量達到1.32噸，二氧化碳的排放量降低2000噸。因此，在廢棄礦山中建設(shè)太陽能光伏發(fā)電項目，具有一定的前景，最重要的是就一定的經(jīng)濟環(huán)保效益。相信伴隨我國環(huán)保政策的不斷實施以及地方企業(yè)環(huán)保理念的發(fā)展，廢棄礦山建設(shè)太陽能光伏發(fā)電項目會得到進一步發(fā)展。