沙区光伏阵列对近地层风沙输移的干扰效应

摘要

沙漠地区建设光伏阵列后,地表吹蚀和堆积过程引起的地貌变化不仅严重威胁到了光伏组件固定结构的稳定,而且间接加速损耗了电板发电功率.为探究沙区光伏阵列扰动下近地层风沙输移特征,在库布齐沙漠中段的200 MW光伏电站腹地区域,通过同步测定光伏阵列腹地电板不同部位(板间、板前和板后)和上风向无光伏设施覆盖的流动沙地近地层输沙率,同时利用HOBO小型移动气象站记录观测期风速和风向信息,分析不同风速风向条件下光伏阵列整体阻沙率、局部不同部位风沙流结构及通量模型.结果显示:光伏阵列与风向夹角在–12.30°～82.19°范围内,光伏阵列阻沙率为35.34％～93.02％,当夹角超过45°时,光伏阵列平均阻沙率可达84.63％;随光伏阵列与风向之间夹角增大,板间和板后位置风沙输移高度有向上层移动的趋势,而板前位置则更加贴近地表;双参数指数函数可以较好地模拟光伏阵列内不同部位近地层30 cm高度范围内输沙率随高度的变化规律.研究结果有助于认识沙漠地区建设光伏阵列后近地层风沙输移规律,可为科学制定次生风沙危害防治技术方案提供依据与参考.