在非平坦地形上设计太阳能项目

在设计太阳能项目场地的早期阶段，有许多活动的部分。从选址可行性到承购策略，开发的每个阶段都是相互关联的，对交付一个成功的项目至关重要。随着项目进入产品选择和阵列布局，开发人员依赖于机架供应商的设计支持。站点布局和跟踪技术通常会影响设计和项目预算的其他领域，而不仅仅是设备的美元价值。能够遵循自然地形的系统可以通过增加土地使用以及节省开发时间和成本来增加价值。因此，货架解决方案供应商参与前期设计对于整个项目的优化是必不可少的。

为了开始设计过程，应该创建特定于设备的2D布局。然后，开发人员或EPC设计团队可以将输入和边界条件纳入完整的现场设计，并继续进行3D布局。三维布局完成后，可以生成基础位置的X/Y/Z点文件。由此，跟踪设备供应商可以确定适当的技术，以适应各种角度的变化，并产生准确的材料清单。

当设计人员完成初始的场地布局时，他们应该了解各种输入如何影响设备的材料清单，以及随后的成本。通常情况下，如果空间允许，设计师应该避免一个字符串行配置，因为这些通常不具有成本效益。对于标准的~500W模块，坚持使用两个或三个串行，通过增加分配给单个电机和控制器单元的模块数量，可以产生规模经济。

对场地设计成本的另一个主要影响来自于室内外排的比例。当排完全或部分暴露在风中时，需要外部排或槽。它们通常是每个街区最东端和最西端的三排。然而，这种分类的标准可能略有不同，这取决于每个机架供应商的独立风洞研究。外部排需要更厚的扭矩管和其他改变，如限制海湾长度，额外的驱动单元，或增加额外的机制，以承受扭转载荷。应该努力限制外部行在给定站点中的使用。为了做到这一点，一些货架供应商已经采取了创新措施，允许更长的或合并的排。但是，即使有这些可供选择的结构，整体场地边界将在很大程度上决定场地的内外排比。独特的场地特征，包括湿地、土壤条件和野生动物等值得关注的环境区域，可以进一步打破街区。随着更多的分布式边界和块，通常场地变得更加破碎，使得限制外部行变得困难。

除了环境场地限制，也有可建造性限制或偏好，有助于设计过程。场地布局需要考虑土木策略，包括道路通道和安装能力。道路的放置是为了支持安装和运维，但它们也可以有策略地放置，以减少外部排的数量，避免分裂块和定位在安装可能更具挑战性的地形区域。地形极端的地区，或悬崖之类的落差，都不是现实的建筑地点。即使跟踪器制造商能够适应斜坡，对设备和工人来说，开地基和完成安装可能是不可行的或危险的。一些跟踪器公司声称坡度允许高达37%，这远远超出了可能可行的范围。除了民用标准外，开发商或EPC可能对设计有其他要求，例如在整个场地的某些区域分配特定数量的模块，以适应逆变器或互连策略;或在区块中东西排列电机桩，以优化电气和电缆。

当然，最大化生产是设计的关键。回溯是消除行间阴影的常用策略，已被证明对行间模块阴影造成的潜在破坏性能量损失有效。尽管在非平坦地形上，阵面损失可能会增加，但通常仍小于1%。如果有必要，设计师可以考虑如何将场地分开，以最好地匹配地形，减少平面阵列损失或增加行与行之间的间距。

在非平坦地形上的另一层复杂性是太阳的入射角。朝北斜坡的发电量低于平坦斜坡或朝南斜坡，因此应尽早确定朝北斜坡的限制，以了解场地的哪些区域是实际可用的。一个很好的经验法则是，当朝北的斜坡开始接近5度时，能量损失就会成为项目的重要因素。在确定最终设计之前，设计人员了解完全优化和系统成本之间的权衡是很重要的。

开发布局设计软件是提高前期设计速度和准确性的真正资产。基于关键的预定变量，如边界、土木和电气结构、串尺寸、模块类型、目标容量等，设计软件可在几分钟内生成和优化多个布局。这将允许货架公司确定最适合的解决方案选项，并快速响应请求。

除了完成概念布局设计的工具外，具有相应点文件的特定于站点的布局可用于优化站点内的每个可变结构组件。利用适当分析场地地形的工具，可以识别每个基础的净角度变化，从而选择合适的轴承类型或基础揭示要求。同样，扭矩管的长度和大小可以根据它们在每个块中的位置和负载自动选择。最后，在非平坦地形上，沿着每一行长度的基础布置应仔细考虑。在三维土木CAD程序中，北距随坡度的增大而减小。一旦分析完成，就可以创建布局的详细可视化，以显示每个感兴趣的点上使用的每个单独组件。这些输出不仅对初步设计工作有用，而且对安装团队有效地规划和布置场地也有用。

最后，在当前这种不确定的气候下，与设备制造商保持系统灵活性和可靠的合作关系比以往任何时候都更重要。在整个设计过程中，关键组件的变化，或后续的奖励，并不罕见，跟踪器解决方案需要能够轻松地适应这些变化。例如，通过更改模块，共享的、标准化的或易于交换的模块附件支架可以减少项目延迟和成本。

太阳能项目的设计过程可以跨越数年，跟踪器制造商越早参与并分享设计专业知识，网站就会越优化。Nevados创新的全地形跟踪器以及支持控制和软件解决方案使具有挑战性的地形变得可行，并且在整个设计过程中像平地一样简单。