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谈谈如何解决光伏与土地争光的矛盾

谈谈如何解决光伏与土地争光的矛盾

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【摘要】:
  说到做光伏电站,首先想到的是:光伏发电是无污染的清洁能源,就是占地面积太大,那么,作为我们这样一个人口大国,土地资源属于稀缺资源,怎样才能解决光伏与土地这对矛盾

  一、推心置腹论长短

    说到做光伏电站,首先想到的是:光伏发电是无污染的清洁能源,就是占地面积太大,那么,作为我们这样一个人口大国,土地资源属于稀缺资源,怎样才能解决光伏与土地这对矛盾呢?

    其实,这对矛盾解决起来并不难,首先,要解决发电需要光与土地种植、养殖也需要光的争光问题,其次是,解决植物通风授粉、产量问题。第三是,解决光伏电站投资成本、安全、运维、发电效率与土地高效利用、机械化作业问题。如果解决了这三个问题,那么,光伏电站与土地的矛盾就迎刃而解了。

    二、将心比心论补贴

    我国建设光伏电站的初期,由于组件、支架等产品价格昂贵,如果按照国家基础电价(煤炭资源发电电价)测算,根本无法实现国内光伏电站普及,因此,国家制定出台了电价补贴政策,随着技术进步,光伏电站投资成本逐步降低,补贴力度逐步减小,但是,多年来,人们习惯了补贴式喂奶,说实话:靠政府补贴长大的企业,如何经得起市场的风雨考验?因此,相当一部分企业,总认为,有政府补贴,虽然,固定光伏发电量很小,但是,发电量算得过来,固定安装光伏,一次性投资少,运维费用低,没必要安装跟踪光伏,很少有人考虑土地如何高效综合利用起来的问题,久而久之,吃国家补贴成就了目前固定光伏电站的定势思维,大量土地被固定光伏电站的低矮、无间隔布置安装所占据,荒废和捆绑,不能发挥土地资源优势,形成了浪费土地无制度监管的尴尬局面。现在,科技进步了,在组件面积不改变的前提下,组件容量大了,价格低了,发电效率高了,逆变器价格下降了,跟踪系统带动光伏组件大幅度提高发电量,实现“断奶”,进入平价时代,已经是水到渠成了。

    三、新的光伏电站安装模式已经悄悄走来

    最近几年,国内个别省市的政府部门开始意识到这对矛盾,并着手开始解决,例如,安徽亳州曾经下发过一个关于光伏与土地利用的文件,随后陕西省也下发了有关文件,2020年7月8日陕西省出台了《关于规范光伏复合项目用地管理的通知》,我认真学习了这两个文件后,甚是欣慰,感慨,国内终于有了解决此类问题的文件(虽然这两个文件,不是那么太完美,但是,已经走了很大的一步,距离把土地高效综合利用起来,仅有一步之遥了),但是,截至目前,这两个文件并没有得到普及运用,也没有看见各个省市及其国家有关部门出台相关文件,真是叫人心急如焚。

    四、科技引领,解决争光、通风矛盾,势在必行

    如何解决光伏电站与土地争光的三大矛盾呢?

    其实,这对矛盾也很好解决,那就是,    (一)、放弃旧的安装形式,使用新的光伏支架安装技术;

    (二)、采用间隔、架高、大跨度布置光伏组件,解决争光和通风泄风问题;

    (三)、采用光伏支架跟踪系统,提高发电效率,解决投资成本过高与发电量过低的矛盾问题;四、采用密封好、不生热、耗电低、无轴承,无液压装置的可靠跟踪支架,尽量减少跟踪系统自身的故障率;

    五、光伏电站的发展与监管并重

    光伏应用发展势不可挡,未来将是新能源行业的主力,但是,决不能以牺牲宝贵的土地资源来换取光伏电站的生存,要严格光伏发电与土地资源的复合利用,加大监管力度,制定切实可行的光伏加综合利用管理体系和建设管理规范,从根本上解决问题,形成长期、有效、可控、可行的新光伏电站建设管理制度。

    六、推荐新技术的前提条件

    1、完全符合光伏电站与土地综合利用的要求,

    2、提高发电量,相应的降低光伏电站投资成本。

    七、一种最适合光伏电站与土地综合利用的光伏支架新技术:《分时段跟踪的数控光伏支架新技术》

    就目前而言,符合《陕西省出台了《关于规范光伏复合项目用地管理的通知》要求的光伏电站并不多,而符合该《通知》要求的光伏新技术更是少之又少。

    获得国家发明专利证书的《分时段跟踪的数控光伏支架系统》就是目前国内最符合该《通知》要求的新技术。

    (一)、跟踪光伏支架的优势:

    1、发明独特:

    无追光器,仅利用主动跟踪控制系统,自动控制光伏支架、光伏板分时段在太阳运行轨迹上,总是提前一定的照射角度,有规律的等候阳光照射,增加发电量。

    2、组件自动回调无遮挡设计

    组件主动跟踪太阳时,早晚会有大角度的光线遮挡,影响发电,本发明具有防遮挡回调功能,很好的解决了遮挡与发电的关系,土地资源得到充分利用。

    3、主动控制:

    该系统,日工作时间约9分钟,每次工作8秒钟左右,工作时间短、不生热、寿命长;采用普通200瓦、交流、防潮、大传输比减速电机,丝杠传动、光伏支架转动缓慢、稳定,坚固耐用。

    4、模块化安装:

    采用龙门支撑设计,结构简单、线条流畅、安装吊装快速、方便;控制器体小,轻便、防潮、防水、防盐碱、防震动。

    5、发电时间长:

    日有效利用时间8小时左右(固定光伏5小时左右),双驱主动跟踪年有效利用时间1550小时以上(以济南市区为数据采集点)。

    6、土地资源高效利用:

    支架高架(高度可安需设计)、纵(横)向、单排间隔安装光伏组件,实现了组件之间永不遮挡;双驱跟踪支架东西跨度6米以上,南北间隔13米左右,满足国内外农业、消防等机械通行要求;组件下部土地阳光照射充足,无永久遮挡阴影,(不改变土地性质、原貌、功能,不减少土地使用面积,单、双驱主动跟踪支架下均不影响农业种植、养殖,不影响农产品的生长、品质和产量)土地100%高效利用

    7、抗风能力强:

    光伏板采用单排(横、竖)间隔布置,排与排之间留足距离,空气流通,泄风迅速,单位面积受风荷载小,减轻了风力对组件的正负压而造成的组件隐裂,延长了组件使用寿命;支架立支撑之间采用网格硬连接,形成一体,大大提高支架的抗风能力。

    8、抗震能力强:

    支架转动体系采用无轴承、无齿轮、龙门架结构,当地震或大风抬升组件时,轴销之间的缝隙就会减轻甚至抵消地震波上传或大风的抬升破坏。

    9、操控灵活:

    主动跟踪、手动跟踪两种手自两种转动方式,保证支架带动组件20年不间断运行。

    10、更适合双面发电组件

    发明了“一种用于光伏组件双面发电的主动智能跟踪支架系统”,光伏组件间隔布置,光线在照射到组件下部地面的同时,反射到组件背面的光线会更强,跟踪支架才用了组件背面无遮挡设,也会进一步提高组件背面发电效率和寿命。

    11、特殊优势:

    由于主动跟踪的特点,组件每天都在变换不同的转动角度,空气中的灰尘和漂浮物不容易附着在组件上,即使有细颗粒灰尘落在组件上,若遇到下雨,灰尘也会借助组件的倾斜角,轻易地被雨水冲刷干净;大雪天气时,飘落在组件上的积雪,也会随着组件倾斜角的变化而很快滑落在地面上,基本不影响发电;当鸟类飞抵组件附近时,由于组件的间隔安装和跟踪转动的特性,鸟类降落的次数和时间会大大降低,从而,减轻了鸟类粪便的附着数量和对组件造成的色斑效应的几率,从而减少了清洗次数,节约维护费用,提高了组件使用寿命和发电效率。

    (二)、发明专利:

    发明专利:《分时段跟踪的数控光伏支架系统》,专利号:201510294407.4;

 (三)、主动跟踪原理:

    就是在确定光伏电站所在位置经纬度的前提下,按照此位置的太阳运动轨迹,设计主动跟踪程序,预设组件最佳照射夹角,使跟踪支架带动光伏组件提前到达预先设定的位置,等待阳光按照设定的照射夹角照射光伏组件发电,通过对支架在东西方向角和南北高度角的智能角度调整。

    (四)、主动跟踪系统应用范围

    主动跟踪光伏支架具有独特的创新性、科学性、实用性、免维护性,可广泛应用于集中式、分布式光伏发电,特别适合光伏扶贫、旧电站改造、农光互补、渔光互补(水面光伏)、光伏养殖、家庭院落、街头巷尾、厂房屋顶、大棚改造、污水处理厂、高速公路匝道、服务区等可以建设光伏电站的领域;特别适用于双面N型组件。

    八、《关于规范光伏复合项目用地管理的通知》

    该通知虽然在光伏复合项目用地方面做了一些规范性要求,但是,关键要素没有抓住,还需要更细致的加以完善,例如:组件下方土地必须得到充分光照,组件之间必须留有空隙,保证植物授粉所需要的通风泄风要求等关键因素,没有说明。

附:2020年7月8日陕西省出台了《关于规范光伏复合项目用地管理的通知》

九、案例比较,判断孰优孰劣

1、固定光伏传统地面、屋顶固定光伏电站:组件下土地被荒废,组件外土地未能充分利用,房租维修难度大。

2、传统水面固定光伏电站

 

   传统 水面固定光伏电站:水面被严严实实的遮挡起来,鱼一进入,无一生还。

3、传统跟踪光伏

部分条件符合农光互补要求,但是,距离,真正的农光互补要求,还有一定的差距

4、新型主动跟踪光伏电站:组件下土地资源充分利用

农光互补

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 屋顶光伏

园林光伏

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2、《一种用于光伏组件双面发电的主动智能跟踪支架系统》,专利号:zl201821818383.3;(同时申请了发明专利)
3、《主动式智能光伏支架系统》,专利号:201710207105.8;(同时申请了发明专利)。