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摘要：针对大型地面光伏电站阵列布置存在的阵列间距设计固化、阴影遮挡损耗突出，地形适配性差、土地利用效率低，支架选型与布置匹配不足等问题，本文从间距测算、地形适配、支架匹配三方面开展布置优化研究。提出以冬至日光影条件精细化确定阵列安全间距，借助三维光影模拟平衡发电效益与土地利用率；复杂地形采用随坡就势的差异化布置，减少土方施工；依据地形光照条件合理选用固定、跟踪及可调支架，优化安装高度。研究可为降低遮挡损耗、提升土地利用率与电站整体发电效能提供参考。

关键词：地面光伏电站；阵列布置；布置优化；发电效率；土地利用率

引言

随着光伏发电规模化发展，大型地面光伏电站成为新能源开发的重要形式，阵列布置直接关系电站发电水平、土地利用效益与建设成本。当前部分电站受传统设计思路影响，阵列排布仍沿用标准化通用方案，未充分考虑纬度、光影、地形地貌等现场条件，易产生阴影遮挡、土地浪费、支架适配不佳等问题，造成发电效益损失，还可能引发生态扰动。为此，结合工程实际剖析阵列布置现存主要问题，针对性提出优化布置策略，对提升电站综合效益、推动光伏项目高质量建设具有现实意义。

一、大型地面光伏电站阵列布置现存核心问题

1.1阵列间距设计固化，阴影遮挡损耗严重

光伏阵列间距是规避阴影遮挡、保障组件受光的关键参数，直接影响电站发电效率。当前多数大型地面光伏电站采用固定间距设计标准，未结合项目所在地纬度、太阳高度角、季节光影变化进行精细化测算，布局适配性极差。多数设计仅参考常规平原工况，忽略冬至日太阳高度角最低、阴影最长的极端工况，导致冬季早晚时段前排组件对后排形成大面积遮挡，大幅降低组件光电转换效率。同时，部分电站为追求土地利用率盲目缩小阵列间距，加剧行间遮挡问题，造成电站全年发电损耗率提升5%~12%。此外，同排组件间距规划不合理，间距过小引发横向遮挡与通风散热不畅，导致组件温度过高、发电衰减加速，进一步压缩发电收益。

1.2地形适配性不足，土地资源利用低效

我国大型地面光伏电站多布局在山地、丘陵、荒滩等复杂地形区域，地形起伏、地势不规则特征显著，但现阶段阵列布置多沿用均匀网格式标准化布局模式，未实现因地制宜布置。对于坡度不均、地势凹凸的地块，传统统一排布方式需大规模平整土地，不仅增加土建施工成本、破坏原生生态环境，还易造成部分地块无法利用，出现组件排布疏密不均、闲置土地较多的问题。同时，不规则地块、边角区域未进行差异化布局设计，大量可利用土地被闲置，整体土地覆盖率偏低。部分电站为适配规整布局强行改造地形，引发水土流失风险，违背光伏项目绿色建设理念，形成资源浪费与生态隐患的双重问题。

1.3支架选型与布置匹配度低，系统发电受限

支架系统是光伏阵列布置的核心载体，其类型选择直接决定阵列排布形式与受光效果。目前多数平价光伏电站优先选用固定式支架，虽造价低廉、施工简便，但无法跟随太阳方位、高度的动态变化调整角度，仅能固定接收特定时段光照，全天光照利用率偏低。在光照角度变化显著的春秋季、早晚时段，组件入射角偏差较大，光电转换效率大幅下降。同时，部分电站未结合地形、光照条件匹配支架类型，复杂地形盲目使用固定式支架，需大面积平整地形；光照资源优质区域未配套跟踪式支架，无法最大化捕捉太阳能。此外，支架安装高度统一化设计，未适配地形高差与植被高度，底部遮挡问题频发，进一步制约阵列整体发电性能。

二、大型地面光伏电站阵列布置优化策略

2.1精细化测算阵列间距，消除光影遮挡损耗

针对阴影遮挡问题，需构建地域化、季节化的阵列间距测算体系，摒弃固定标准设计。以项目所在地冬至日真太阳时9:00与15:00为核心测算时段，此时太阳高度角最低、阴影延伸最长，通过精准计算太阳高度角、方位角，确定阵列最小安全间距，从根源规避行间遮挡。结合区域纬度优化参数，北纬30°区域，前排组件高度2米时，阵列前后排间距需不低于3.5米，同排组件预留10~15厘米横向间距，兼顾通风散热与防遮挡需求。同时，利用三维光影模拟技术，对全年不同季节、不同时段的阴影投射效果进行仿真分析，动态优化间距参数，在控制遮挡损耗的前提下，适度提升土地利用率，实现发电效率与土地集约利用的双向平衡。

2.2因地制宜适配地形，提升土地利用效率

复杂地形电站需摒弃标准化网格布局，采用“随坡就势、分段优化”的差异化布置模式。针对坡度较小的平缓地块，保留规整阵列排布方式，保障布局规范性；针对坡度不均、起伏较大的山地、丘陵地块，实行分段式、阶梯式阵列布置，根据地形高差微调组件排布角度与位置，减少土地平整工程量，保护原生生态。对于地块边角、不规则区域，采用柔性化区块布局，灵活调整阵列长度与排布密度，充分盘活闲置土地资源，提升整体土地覆盖率。同时，严格控制土地平整范围，仅对高差过大的局部区域微调改造，避免大规模土方施工引发的生态破坏，实现光伏阵列与地形地貌的适配融合，兼顾经济性与生态性。

2.3优化支架选型匹配，最大化光照利用效能

构建“地形+光照”双维度支架选型体系，实现支架类型与阵列布置的精准匹配。平缓地形、光照均匀的常规电站，可保留性价比更高的固定式支架，通过优化安装倾角，适配区域全年最优光照角度；光照资源优质、地形平整的规模化电站，优先配套单轴、双轴跟踪支架，跟随太阳轨迹动态调整组件角度，有效提升全天光照接收量，相较固定式支架可提升发电效率15%~25%。复杂起伏地形选用可调式支架，根据局部地形高差微调支架高度与倾角，规避地形遮挡。同时，统一优化支架安装高度，结合区域植被生长高度、地形落差预留安全高度，杜绝底部遮挡问题，通过支架系统与阵列布局的协同优化，全面提升组件光电转换效能。

三、结语

大型地面光伏电站阵列布置是影响电站综合效益的关键环节。阵列间距、地形条件与支架选型三者相互制约，直接决定发电效率和土地利用水平。在项目设计阶段，不能简单套用通用标准，应当结合当地光照、纬度与地形特征，精细化开展间距计算，因地制宜调整排布方案，合理选配支架类型，减少阴影遮挡与土方改造。通过多维度协同优化，既能降低发电损耗，提高土地资源利用率，也能减少对原有生态的破坏，可为同类地面光伏电站的设计建设提供借鉴。

参考文献

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[3]蔡富杰,林远桥,邓鑫.大型地面光伏电站建设中的项目管理策略分析[J].电气时代,2025(2):37-42.

张鑫

江苏苏美达成套设备工程有限公司