可能你難以想到，在青藏高原北部，遙遠的柴達木盆地東端的荒漠中，有這么一大片美麗的“太陽(yáng)花”，方圓數千米的藍色海洋映照碧云高天，乍看之下似有波浪翻涌的動(dòng)感。
不要小看了這片“太陽(yáng)花”，每年它可以利用太陽(yáng)光的能量生產(chǎn)出8130.94萬(wàn)度電，成為青海省海西電網(wǎng)的重要電源和青海省電力的重要補充。
這片“太陽(yáng)花”即是烏蘭50兆瓦大型并網(wǎng)光伏電站的電池板，出自黃河設計公司的“大手筆”――2011年10月并網(wǎng)調試成功，全場(chǎng)25個(gè)方陣，91520個(gè)電池板獨立基礎，占地約1.2平方千米，當時(shí)國內海拔3000米以上的第一大光伏電站。
在河北易縣的一座荒山上，同樣閃耀著(zhù)這樣一片亮麗的太陽(yáng)之花。它不僅給荒山披上了錦繡羽衣，點(diǎn)綴了荒漠中的寂寥曠景，而且創(chuàng )造了寶貴的電能資源，成為易縣人民的福祉。
不僅如此，在工廠(chǎng)寬闊的房頂上，也有黃河設計公司的杰作，他們甚至可以將美麗圖畫(huà)繪制在任何地方，只要有陽(yáng)光，就可以“種植”出美麗的“太陽(yáng)花”。不久的將來(lái)，在河南濟源市的一片廠(chǎng)房上，也將盛開(kāi)這樣一片奪目的“花朵”。
朝夕爭得云天闊
7月底，青海省德令哈光伏電站將并網(wǎng)發(fā)電，這是黃河設計公司在一系列光伏新能源工程建設鏈條中的又一項成果。
黃河設計公司的光伏產(chǎn)業(yè)起步不算太早，發(fā)展卻很快，自2011年建成當時(shí)國內規模最大、海拔最高的青海烏蘭光伏電站之后，短短幾年時(shí)間，完成了從模仿設計、自主設計到創(chuàng )新設計的跨越之路。
黃河設計公司工程設計院是光伏技術(shù)支撐單位。該院是黃河設計公司的第一大院，經(jīng)濟規模、綜合實(shí)力都占據了公司相當大的比重。近年來(lái)，工程院在傳統水利水電業(yè)務(wù)的基礎上，積極跨向風(fēng)能、太陽(yáng)能、市政地鐵等新領(lǐng)域，僅在新能源領(lǐng)域，去年產(chǎn)值就達到1600萬(wàn)元。
工程院副院長(cháng)夏富軍告訴記者，早在2008年，公司領(lǐng)導就瞄準了光伏市場(chǎng)，在光輻射較好的青海烏蘭等地開(kāi)展了大量勘測、科研等前期工作。但在當時(shí)，國內光伏產(chǎn)業(yè)還處于探索階段，發(fā)展相對緩慢，那幾年時(shí)間里，公司默默積累了大量豐富的第一手資料，完成了青海烏蘭光伏電站的可行性研究報告。
2011年開(kāi)始，國家對光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策支持力度加大，黃河設計公司抓住機遇，在《2011~2015年公司發(fā)展戰略》中提出未來(lái)10年在風(fēng)光電新能源建設高峰期大力開(kāi)展新能源業(yè)務(wù)的指導思想。工程院積極落實(shí)公司戰略，于2011年4月迅即成立了“新能源工程項目設計部”，在業(yè)務(wù)不斷擴大基礎上，于2012年3月正式更名為“新能源工程設計部”。
“
4個(gè)月過(guò)去了，電站如期投入發(fā)電，黃河設計公司的成績(jì)和實(shí)力得到了業(yè)主的盛贊?！爸阅軌虺晒?，一是因為我們背后有黃河設計公司綜合甲級資質(zhì)大院的靠山；二是因為有扎實(shí)前期工作的鋪墊；三是依靠我們干部職工奮勇拼搏、大膽創(chuàng )新。在這項工程中，我們在光伏發(fā)電領(lǐng)域迅速積累起自己的核心技術(shù)?！毕母卉娬f(shuō)。
烏蘭光伏電站可行性研究報告獲得2011年河南省優(yōu)秀工程咨詢(xún)成果一等獎。隨后短短兩年時(shí)間內，黃河設計公司又承攬了河北易縣光伏電站、德令哈光伏電站、濟源分布式光伏電站等工程，打響了一次又一次戰役。
妙筆繪得藍圖燦
看起來(lái)漫山遍野的電池板矩陣氣勢恢宏，做起來(lái)可是有相當難度的。尤其是工程的設計環(huán)節，決定整個(gè)電站建設的成敗。
光伏是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種利用太陽(yáng)電池半導體材料的光伏效應，將太陽(yáng)光輻射能直接轉換為電能的新型發(fā)電系統，有獨立運行和并網(wǎng)運行兩種方式。
光伏電站對兩個(gè)條件要求甚高，一個(gè)是地，一個(gè)是光資源。由于草原、耕地不能占用，光伏電站多建在荒山荒漠等條件復雜而艱苦的地帶。光伏電站是微利行業(yè)，設計好才能贏(yíng)得利潤，否則可能就見(jiàn)不到效益。
在環(huán)保意識越來(lái)越強、標準越來(lái)越高的今天，設計過(guò)程中，業(yè)主單位在控制投資、環(huán)境保護、發(fā)電盈利、建設周期等方面提出了較高的要求，條條框框之下，設計工作往往面臨極其嚴峻的挑戰。
首先，在大型光伏電站的設計中，光伏面板眾多，規模巨大，面板之間哪怕有1厘米的間距差別就可能導致發(fā)電效益的巨大差異，對要求嚴格的占地面積也會(huì )產(chǎn)生相當大的影響。特別是復雜地形光伏，每組面板角度的設計，都要統籌考慮地形、陽(yáng)光照射角度等因素，確保面板在太陽(yáng)角度變化過(guò)程中不被相互遮擋，不產(chǎn)生陰影和“黑斑“，達到最大的發(fā)電效益。
其中，工程設計涉及到復雜的物理、數學(xué)、化學(xué)、光學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域，需要巧妙而準確地解決間排距計算的核心問(wèn)題，要對太陽(yáng)光線(xiàn)被遮擋后在三維空間中形成的立體遮擋區域進(jìn)行精確計算，還要綜合分析復雜地形條件下單個(gè)組串產(chǎn)生陰影、太陽(yáng)入射角、地面坡度、光伏組件組串布置方向及組件傾角等一系列對發(fā)電效益產(chǎn)生影響的問(wèn)題。
對此，黃河設計公司率先使用了三維軟件對電池板布局進(jìn)行模擬，作為核心技術(shù)之一，通過(guò)三維演示和模擬，綜合地理位置、季節及每天太陽(yáng)光照角度和強度等條件，通過(guò)方案比對確定最佳的布置方案，以求在光伏面板不產(chǎn)生遮擋的情況下盡量減少占地面積。
而在荒山上布置光伏電站與在荒漠中又不一樣，需要研究在雙向坡度的陽(yáng)面山坡上，使方陣布置緊湊，盡量少動(dòng)土方，方陣內太陽(yáng)板組串布置合理，達到最大發(fā)電量。
對此，黃河設計公司技術(shù)人員在傳統布置形式的基礎上，提出了空間組串的布置方式。通過(guò)三維模擬確定最佳面板的方位角、面板傾角和在自身平面內的旋轉角，適應山地地形。
其次，為了在生態(tài)環(huán)境本來(lái)就脆弱的荒漠、荒山地區，盡量減少土層擾動(dòng)，防止水土流失，黃河設計公司堅持“綠色設計”理念。在進(jìn)行支架基礎設計時(shí)，首次應用了螺旋樁，像擰螺絲一樣把地樁“擰”進(jìn)土石里，最大程度地減少地表擾動(dòng)，縮短建設周期，大幅降低綜合建設成本。對于高原、高山上的凍土層地表，按照傳統做法，設備電接地需要接在凍土層以下，方能達到電阻要求，而凍土開(kāi)挖對地表擾動(dòng)肯定很大，水土流失會(huì )很?chē)乐?，?jīng)過(guò)技術(shù)人員的創(chuàng )新設計和反復論證，最終避免了大面積凍土層的開(kāi)挖，建成后經(jīng)測試電阻符合相關(guān)要求。
青海省德令哈場(chǎng)區地形復雜，沖溝分布廣泛，二期設計結合場(chǎng)地實(shí)情，隨地形采用“蓬皮布置方案”，減少了土方的開(kāi)挖，盡最大可能保護了脆弱的高原生態(tài)環(huán)境，減少了業(yè)主近350萬(wàn)元的投資，縮短了工期。
此外，電氣技術(shù)匹配也是非常關(guān)鍵的。采用合適的方案，可以大大節約成本。在方陣布置過(guò)程中，黃河設計公司引入“逆變升壓?jiǎn)卧钡母拍?，將本?lái)需要兩套的計算機子陣合并成一套，僅此一項即在烏蘭光伏電站建設過(guò)程中節約了1000萬(wàn)元資金，經(jīng)濟效益顯著(zhù)。同時(shí)，黃河設計公司合理選擇電氣設備，最大程度減少能量損耗，首次在光伏電站設計中采用三繞組變壓器，達到最大送輸電效益。
在烏蘭光伏電站的防雷問(wèn)題上，按照一般做法，需加設專(zhuān)門(mén)避雷裝置，多達500根避雷針的防雷成本甚至高于電池板成本，而且遮擋陽(yáng)光，弊端較多。技術(shù)人員大膽創(chuàng )新，采用金屬框直接接地的方式解決問(wèn)題，運行到目前尚未發(fā)生雷擊事件。
對于不同的地形條件和要求，總有不同的技術(shù)難題，但不管什么樣的技術(shù)難題，黃河設計公司的職工們總能夠想辦法克服。
在易縣電站業(yè)主單位中國電力投資集團河北分公司組織的設計成果審查會(huì )上，專(zhuān)家組表示：“這是我們內部審查中看到的最高質(zhì)量的設計成果，你們黃河設計公司的服務(wù)也是最好的?！?SPAN lang=EN-US>
出于信任，中國電力投資集團河北分公司隨后又與黃河設計公司簽下了兩個(gè)荒山光伏電站的建設項目。
眾手澆灌百花開(kāi)
談到經(jīng)驗時(shí)，工程院領(lǐng)導表示，黃河設計公司光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，一方面得益于公司強大的綜合實(shí)力和人才優(yōu)勢；另一方面是因為公司領(lǐng)導高度重視，親自上高原查勘，員工齊心協(xié)力、眾志成城，大家都希望把這項事業(yè)走得更遠、更好。
只要項目需要，公司總經(jīng)理張金良就會(huì )給予大力支持，積極與相關(guān)部門(mén)溝通協(xié)調。許人、馬躍生兩位副總經(jīng)理親自去跑項目，工程院院長(cháng)牛富敏帶隊回訪(fǎng)電站運行情況，為業(yè)主提供后續服務(wù)，工程院副院長(cháng)夏富軍帶領(lǐng)項目設計人員，赴西寧進(jìn)行現場(chǎng)設計。新能源項目主管總工郭志身體不好，血壓高，盡管如此，他為項目大大小小的電氣問(wèn)題盡心竭慮，從早忙到晚；分管總工劉海軍，在土建布置創(chuàng )新技術(shù)研發(fā)中成績(jì)突出；新能源部主任吉曉紅孩子不過(guò)4歲，出差從沒(méi)講過(guò)條件；電氣方面主任王為福曾親自帶隊現場(chǎng)辦公半個(gè)多月……
成果的取得還與所有職工的努力奮戰、高度負責密不可分。烏蘭電站項目設總楊宇東在現場(chǎng)堅守了3個(gè)半月，事無(wú)巨細，事必躬親，直到發(fā)電凱旋；副設總隨裕芬的兒子在外上學(xué)，暑假一直一人在家，快開(kāi)學(xué)了她才顧得上回去送送孩子；職工張鵬整天在工地上協(xié)調工作，被太陽(yáng)曬得很黑，回來(lái)后大家都親切地喊他“小藏獒”。易縣電站副設總張鵬率先進(jìn)駐現場(chǎng)，冬季的嚴寒遠遠超出他的想象，他把所有棉衣棉褲裹在身上仍然凍得瑟瑟發(fā)抖，卻依然盡心盡責地在工地協(xié)調各種問(wèn)題；副設總沈冰珂在工地一待就是兩個(gè)月，春節前才趕回鄭州。
由于光伏電站項目工期非常短，壓力很大，一個(gè)項目總是當年設計、當年發(fā)電，設計人員經(jīng)常加班加點(diǎn)，女職工也不例外。在發(fā)電階段，設計代表需要常駐現場(chǎng)，有什么問(wèn)題立即派人解決，工地又多是荒漠荒山地帶，工作環(huán)境非常惡劣。
2011年夏秋季節，烏蘭電站工地蚊蟲(chóng)肆虐，時(shí)而烈日炎炎，時(shí)而陰雨連綿，設計代表經(jīng)常出現缺氧、腹瀉和感冒癥狀，他們到醫院吸完氧、打完點(diǎn)滴，有的甚至等不到打完，就又投入到工作中。
2012年，為了促使德令哈光伏電站早日上馬，公司的外業(yè)勘探隊伍不遠千里趕赴生產(chǎn)一線(xiàn)，與之俱來(lái)的是高原反應、狂風(fēng)肆虐和零下20多攝氏度的嚴寒，在簡(jiǎn)易帳篷里技術(shù)人員常難以入眠。早上起來(lái)，水桶里面的水結了幾厘米厚的冰，廚師不得不化冰取水做飯。工地四周荒無(wú)人煙，食物等生活用品都要到10多千米外的縣城采購，鉆機配件需從五六百千米外的西寧采購。有時(shí)候為換一個(gè)鉆機配件，后勤人員要連夜趕赴西寧，兩天兩夜幾乎不休息。
這里有太多職工的奉獻，有太多感人的事跡，為了新能源項目，大家齊心協(xié)力，只為公司鑄造一流的品牌。
“下一步，要從純設計向總承包發(fā)展；引進(jìn)國外先進(jìn)設計理念，與全球最大的設計咨詢(xún)公司合作，進(jìn)一步提高設計水平；轉變理念，提高光轉換率，爭取從14%左右提高到16%；為業(yè)主考慮，為業(yè)主節省投資。我們還有很多東西需要探索，需要付出更多努力?！毕母卉妼こ淘汗夥a(chǎn)業(yè)發(fā)展前景充滿(mǎn)期待。
太陽(yáng)花的美麗在于它的熱烈奔放，就如同黃河設計公司光伏產(chǎn)業(yè)的未來(lái)，充滿(mǎn)了活力和蓬勃的朝氣，相信在不久的將來(lái)，會(huì )有更多美麗的“太陽(yáng)花”在祖國大地嬌艷綻放。
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