“双碳”背景下，以光伏为代表的新能源备受期待，市场应用也在持续扩大。湖南省建筑设计院集团股份有限公司（以下简称HD）城市更新新能源事业部积极探索，入局光伏设计板块并促使若干项目成功落地。

其中，长沙经开区城北污水处理厂项目是HD第一个光伏设计项目，被评为2021年度湖南省优秀工程勘察设计二等奖（建筑电气设计唯一获奖项目）。

项目位于长沙市经开区，项目地年平均太阳辐射量年总值约为4,003.2MJ/㎡，相当于峰值日照时数 1,112h，太阳能资源属于“资源丰富区”，适宜建设光伏电站。

与常规光伏项目不同，本项目需要在污水池上方搭建光伏板，与常规的地面光伏与屋面光伏相比，光伏组件的支撑结构选择是一个难点。

经过初步的分析与现场实际情况的勘测，最终得出共有常规钢架与预应力钢索柔性支架两种方案可以选择。

全钢架结构光伏电站

通过结构模型分析，柔性支架的预应力钢索韧性大，自重轻，节约钢材，但在以风荷载为主导的工况作用下挠度较普通钢架大；普通钢架整体刚度大，在风荷载作用下钢架侧移小，但钢材用量大，两种方式皆能满足结构承载要求。

此时需要通过经济性与后期运行维护分析来选择结构方案，从经济方面来看，普通钢架方案比预应力钢索柔性支架方案位瓦静态投资多0.80元/Wp。从运行维护来看，普通钢架方案易于维护，预应力钢索柔性支架方案后期运维相对困难，可额外增加安装、运维钢索。

综合技术、经济、运维因素，与厂家及投资方商量后最终采用预应力钢索柔性支架方案。确定了结构方案后，经过大量的现场勘测并与投资方达成一致，光伏发电区域最终确定为4个圆形池区域及3个矩形池区域。

污水厂光伏组件布置范围图

经过系统的光伏设计后，本项目最终确定安装容量为1.8MW，采用0.4KV并网，共5864片多晶硅光伏板，分4个接入点接入原污水厂配电系统。

光伏电量采用“自发自用，余电上网”模式，所发电量优先供给厂区负荷使用，多余电量上传至公共电网。通过数据分析，项目建成后发电量如下表：

从表中的数据可以预测本项目25年累计发电量3634.78万kWh，平均每年发电量为 145.39 万kWh。建设投运每年可节约标准煤约464t，每年可减少烟尘排放量约0.6t，CO2排放量约1075t，NxOy 排放量约3t，SO2排放量约3t。

有害物质排放量的减少， 可减轻环境污染。光伏电站的建设替代燃煤电厂的建设，可达到充分利用可再生能源、节约不可再生化石资源的目的，将大大减少对环境的污染，同时还可节约大量淡水资源，对改善大气环境有积极的作用。

并网光伏电站建设对于当地的环境保护、减少大气污染具有积极的作用， 并有明显的节能、环境和社会效益。

光伏组件布置效果图

太阳能光伏发电项目迎合当前的国家节能减排的政策，太阳能是一种值得大力推广的清洁可再生能源，发展光伏发电有利于环境及生态的保护，且项目场址属于湖南省太阳能辐射资源丰富等级的区域，水平面太阳辐射年总量可以达到 4,003.2 MJ/㎡，适宜建设光伏发电系统。

项目建成之后，预测25年累计发电量3634.78万kWh，平均每年发电量为145.39万kWh，提高新能源在当地能源结构中的比重，促进当地经济的顺利发展。

当前，全国光伏及新能源产业正蓬勃发展。在这个时代潮流之中，HD正在积极进行市场开拓，在屋顶光伏及区域性能源站板块皆有所斩获，同时在跟进光伏幕墙市场及新材料碲化镉薄膜光伏组件的学习研究。 

未来随着理论研究和实践的逐渐深入，HD将在能源领域继续发光发热，推进双碳目标的早日实现。