□王 剛 楊 玥 胡昭培

光伏發(fā)電作為清潔可再生能源，在環(huán)境污染日益嚴(yán)重的當(dāng)下，得到社會廣泛認(rèn)可和關(guān)注，各種新穎的光伏建設(shè)項目得到了推廣和運用，比如新興的農(nóng)業(yè)光伏大棚和屋頂?shù)孛骐娬镜取V播電視發(fā)射臺站特別是中波發(fā)射臺站，大面積的地網(wǎng)鋪設(shè)區(qū)域為臺站自用地，擁有建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的地理環(huán)境優(yōu)勢，非常適宜建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)。在我國廣播電視發(fā)射臺還沒有建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的先例情況下，安徽廣播電視臺積極探索和創(chuàng)新，分別在所轄的兩個廣播電視發(fā)射臺建設(shè)了光伏發(fā)電系統(tǒng)，開展廣泛實驗工作，填補了光伏應(yīng)用在廣電發(fā)射臺的空白，在設(shè)計、勘測、建設(shè)的過程中積累了豐富的經(jīng)驗，并通過詳實的測試數(shù)據(jù)得出光伏發(fā)電系統(tǒng)與廣播電視發(fā)射系統(tǒng)不會產(chǎn)生互相電磁干擾的結(jié)論，推進了廣播電視發(fā)射臺站由依靠傳統(tǒng)能源向依靠綠色清潔能源的轉(zhuǎn)變。

光伏發(fā)電基礎(chǔ)知識

光伏發(fā)電的基本原理就是“光伏效應(yīng)”，即光子照射到金屬上時，它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收，當(dāng)該電子吸收了足夠大的能量時，能克服金屬內(nèi)部引力做功，離開金屬表面逃逸出來，成為光電子，即完成了光能量向電能量的轉(zhuǎn)化。足夠多光電子集聚時，兩極將產(chǎn)生電位差，如果兩者之間連通，就會形成電流的回路。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成。光伏發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)工作方式可以分為獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)及分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)三類。

廣播電視發(fā)射臺建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)

一、光伏發(fā)電系統(tǒng)的選型及安裝設(shè)計。

光伏發(fā)電系統(tǒng)類型選擇。安徽省太陽能資源較好，屬于三類光伏發(fā)電區(qū)域。參與本次項目發(fā)射臺自身硬件比較好，并網(wǎng)接入條件優(yōu)越，適合建設(shè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。

光伏組件安裝設(shè)計。廣播電視發(fā)射臺雖然擁有豐富的土地資源，但由于土地下方埋有地網(wǎng)，根據(jù)廣電設(shè)施管理條例不允許在天線場地內(nèi)種植樹木、種植高桿作物，也不允許在天線、塔桅(桿)周圍5 米或者可能危及拉錨安全的范圍內(nèi)挖沙、取土、鉆探、打樁。正常光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏組件安裝時，需要進行鉆探、打樁等步驟，為保證地網(wǎng)與拉錨不被破壞，我們采用了水泥澆鑄底座的方式固定光伏組件，既解決了光伏組件抗風(fēng)穩(wěn)固的問題，也保護了地網(wǎng)場地不被破壞。

二、光伏發(fā)電系統(tǒng)電磁環(huán)境影響。

為了驗證光伏發(fā)電系統(tǒng)對廣播電視無線發(fā)射的影響，我們選取了一個中波發(fā)射臺和一個含中波、調(diào)頻與電視節(jié)目的綜合性發(fā)射臺作為測試對象，在光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)前，我們對電磁環(huán)境的進行相關(guān)分析。首先，對于光伏發(fā)電系統(tǒng)所采用的光伏組件、匯流箱、逆變器等主要部件的抗電磁干擾能力進行了分析，光伏廠家提供的中國開普實驗室檢驗報告顯示，該光伏發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器在射頻電磁場輻射抗擾度檢驗、射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度檢驗、工頻磁場抗擾度檢驗等9 項檢驗中結(jié)果均為合格，這說明了光伏發(fā)電系統(tǒng)符合建設(shè)在廣播電視發(fā)射臺這種高場強環(huán)境下的要求。其次，對于廣播電視發(fā)射臺中波、調(diào)頻和電視傳輸技術(shù)特點進行了分析，中波依靠地面波與天波形式傳播，在中波天線場地架設(shè)光伏組件，有可能會影響到中波覆蓋效果，這也是我們后期實驗所需要驗證的主要問題。調(diào)頻與電視通過視距傳播，理論上在鐵塔下搭建光伏組件是不會影響到其覆蓋效果，但也需要通過實驗測試數(shù)據(jù)來證明這一推論。

三、測試實驗內(nèi)容及結(jié)論。

本次光伏發(fā)電系統(tǒng)電磁干擾實驗選取了兩個測試對象，分別是安徽廣播電視臺黃山發(fā)射臺和蕪湖發(fā)射臺。黃山發(fā)射臺僅有5 套中波節(jié)目，電磁情況簡單，非常適于測試光伏發(fā)電系統(tǒng)與中波廣播之間電磁影響情況，黃山發(fā)射臺光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機容量為60kW。蕪湖發(fā)射臺是集中波、調(diào)頻、電視發(fā)射為一體的綜合性發(fā)射臺，擁有一座120 米調(diào)頻電視塔，兩座96 米中波塔，周邊電磁環(huán)境復(fù)雜，可以同時測試光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)后對中波、調(diào)頻與電視的電磁影響情況，蕪湖發(fā)射臺光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機容量為200kW。

黃山發(fā)射臺測試內(nèi)容。測試點選擇距黃山發(fā)射臺15km左右的四個方向，在光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)前與建設(shè)后分別進行了兩次測試，其中建設(shè)后的測試又分為光伏發(fā)電系統(tǒng)全開與全關(guān)兩種狀態(tài)，根據(jù)場強測試數(shù)據(jù)，黃山發(fā)射臺太平臺區(qū)的中波覆蓋場強在光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)前后并沒有明顯變化，在光伏發(fā)電系統(tǒng)全開和全關(guān)的情況下測試場強值也沒有發(fā)生變化。同時通過對光伏逆變器工作狀態(tài)進行檢測，光伏發(fā)電系統(tǒng)工作正常，各項指標(biāo)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

蕪湖發(fā)射臺測試內(nèi)容。測試點選擇距蕪湖發(fā)射臺9-17km的四個方向，在光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)前與建設(shè)后分別進行了兩次測試，其中建設(shè)后的測試又分為光伏發(fā)電系統(tǒng)全開與全關(guān)兩種狀態(tài)。此外因為蕪湖發(fā)射臺光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機容量有200kW，占地面積約2000m2，為了更精確的測試光伏發(fā)電系統(tǒng)對廣播電視節(jié)目的影響，我們增選了離中波天線最近一組10kW 和離天線最遠一組10kW 光伏組件運行的兩種狀態(tài)測試。根據(jù)場強測試數(shù)據(jù)分析，盡管蕪湖發(fā)射臺臺內(nèi)、臺外電磁環(huán)境復(fù)雜，干擾嚴(yán)重，但中波、調(diào)頻和電視節(jié)目覆蓋場強在光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)前后的兩次測試中也沒有明顯變化。同時通過對光伏逆變器工作狀態(tài)進行檢測，光伏發(fā)電系統(tǒng)工作正常，各項指標(biāo)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。在光照情況良好的時候可承擔(dān)該臺50%以上的用電需求。

根據(jù)上面實驗，我們認(rèn)為在采用水泥澆鑄底座、不破壞中波地網(wǎng)的情況下，裝機容量在200kW 以下的光伏發(fā)電系統(tǒng)不會對無線發(fā)射的廣播電視節(jié)目造成影響，廣播電視的無線發(fā)射的也不會影響光伏發(fā)電系統(tǒng)正常運行。

結(jié)語

廣播電視行業(yè)正面臨著轉(zhuǎn)型升級的壓力，各項新技術(shù)、新應(yīng)用不斷推動著廣播電視行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，光伏發(fā)電技術(shù)引入到廣播電視行業(yè)中，充分發(fā)掘了廣播電視發(fā)射臺站豐富的土地資源。安徽廣播電視臺通過測試實驗證明了光伏發(fā)電系統(tǒng)與廣播電視發(fā)射互不影響的結(jié)論，具有非常好的示范意義，為全國廣播電視發(fā)射臺站開展應(yīng)用光伏發(fā)電技術(shù)提供了切實可行的案例。

①S.R.Wenham，M.A.Green，M.E.Watt，R.Corkish著，狄大偉，高兆利譯：《應(yīng)用光伏學(xué)》，上海交通大學(xué)出版社，2008年4月第1 版。

②楊貴恒，強生澤，張穎超，鄧 勇：《太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)及其應(yīng)用》，化學(xué)工業(yè)出版社，2011年5月北京第1 版。