广播电视发射台光伏发电的实践与研究

□王 刚 杨 玥 胡昭培

光伏发电作为清洁可再生能源，在环境污染日益严重的当下，得到社会广泛认可和关注，各种新颖的光伏建设项目得到了推广和运用，比如新兴的农业光伏大棚和屋顶地面电站等。广播电视发射台站特别是中波发射台站，大面积的地网铺设区域为台站自用地，拥有建设光伏发电系统的地理环境优势，非常适宜建设光伏发电系统。在我国广播电视发射台还没有建设光伏发电系统的先例情况下，安徽广播电视台积极探索和创新，分别在所辖的两个广播电视发射台建设了光伏发电系统，开展广泛实验工作，填补了光伏应用在广电发射台的空白，在设计、勘测、建设的过程中积累了丰富的经验，并通过详实的测试数据得出光伏发电系统与广播电视发射系统不会产生互相电磁干扰的结论，推进了广播电视发射台站由依靠传统能源向依靠绿色清洁能源的转变。

光伏发电基础知识

光伏发电的基本原理就是“光伏效应”，即光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，当该电子吸收了足够大的能量时，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子，即完成了光能量向电能量的转化。足够多光电子集聚时，两极将产生电位差，如果两者之间连通，就会形成电流的回路。光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成。光伏发电系统根据工作方式可以分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统及分布式光伏发电系统三类。

广播电视发射台建设光伏发电系统

一、光伏发电系统的选型及安装设计。

光伏发电系统类型选择。安徽省太阳能资源较好，属于三类光伏发电区域。参与本次项目发射台自身硬件比较好，并网接入条件优越，适合建设分布式光伏发电系统。

光伏组件安装设计。广播电视发射台虽然拥有丰富的土地资源，但由于土地下方埋有地网，根据广电设施管理条例不允许在天线场地内种植树木、种植高杆作物，也不允许在天线、塔桅(杆)周围5 米或者可能危及拉锚安全的范围内挖沙、取土、钻探、打桩。正常光伏发电系统光伏组件安装时，需要进行钻探、打桩等步骤，为保证地网与拉锚不被破坏，我们采用了水泥浇铸底座的方式固定光伏组件，既解决了光伏组件抗风稳固的问题，也保护了地网场地不被破坏。

二、光伏发电系统电磁环境影响。

为了验证光伏发电系统对广播电视无线发射的影响，我们选取了一个中波发射台和一个含中波、调频与电视节目的综合性发射台作为测试对象，在光伏发电系统建设前，我们对电磁环境的进行相关分析。首先，对于光伏发电系统所采用的光伏组件、汇流箱、逆变器等主要部件的抗电磁干扰能力进行了分析，光伏厂家提供的中国开普实验室检验报告显示，该光伏发电系统中的逆变器在射频电磁场辐射抗扰度检验、射频场感应的传导骚扰抗扰度检验、工频磁场抗扰度检验等9 项检验中结果均为合格，这说明了光伏发电系统符合建设在广播电视发射台这种高场强环境下的要求。其次，对于广播电视发射台中波、调频和电视传输技术特点进行了分析，中波依靠地面波与天波形式传播，在中波天线场地架设光伏组件，有可能会影响到中波覆盖效果，这也是我们后期实验所需要验证的主要问题。调频与电视通过视距传播，理论上在铁塔下搭建光伏组件是不会影响到其覆盖效果，但也需要通过实验测试数据来证明这一推论。

三、测试实验内容及结论。

本次光伏发电系统电磁干扰实验选取了两个测试对象，分别是安徽广播电视台黄山发射台和芜湖发射台。黄山发射台仅有5 套中波节目，电磁情况简单，非常适于测试光伏发电系统与中波广播之间电磁影响情况，黄山发射台光伏发电系统装机容量为60kW。芜湖发射台是集中波、调频、电视发射为一体的综合性发射台，拥有一座120 米调频电视塔，两座96 米中波塔，周边电磁环境复杂，可以同时测试光伏发电系统建设后对中波、调频与电视的电磁影响情况，芜湖发射台光伏发电系统装机容量为200kW。

黄山发射台测试内容。测试点选择距黄山发射台15km左右的四个方向，在光伏发电系统建设前与建设后分别进行了两次测试，其中建设后的测试又分为光伏发电系统全开与全关两种状态，根据场强测试数据，黄山发射台太平台区的中波覆盖场强在光伏发电系统建设前后并没有明显变化，在光伏发电系统全开和全关的情况下测试场强值也没有发生变化。同时通过对光伏逆变器工作状态进行检测，光伏发电系统工作正常，各项指标均符合相关标准要求。

芜湖发射台测试内容。测试点选择距芜湖发射台9-17km的四个方向，在光伏发电系统建设前与建设后分别进行了两次测试，其中建设后的测试又分为光伏发电系统全开与全关两种状态。此外因为芜湖发射台光伏发电系统装机容量有200kW，占地面积约2000m2，为了更精确的测试光伏发电系统对广播电视节目的影响，我们增选了离中波天线最近一组10kW 和离天线最远一组10kW 光伏组件运行的两种状态测试。根据场强测试数据分析，尽管芜湖发射台台内、台外电磁环境复杂，干扰严重，但中波、调频和电视节目覆盖场强在光伏发电系统建设前后的两次测试中也没有明显变化。同时通过对光伏逆变器工作状态进行检测，光伏发电系统工作正常，各项指标均符合相关标准要求。在光照情况良好的时候可承担该台50%以上的用电需求。

根据上面实验，我们认为在采用水泥浇铸底座、不破坏中波地网的情况下，装机容量在200kW 以下的光伏发电系统不会对无线发射的广播电视节目造成影响，广播电视的无线发射的也不会影响光伏发电系统正常运行。

结语

广播电视行业正面临着转型升级的压力，各项新技术、新应用不断推动着广播电视行业的技术创新，光伏发电技术引入到广播电视行业中，充分发掘了广播电视发射台站丰富的土地资源。安徽广播电视台通过测试实验证明了光伏发电系统与广播电视发射互不影响的结论，具有非常好的示范意义，为全国广播电视发射台站开展应用光伏发电技术提供了切实可行的案例。

①S.R.Wenham，M.A.Green，M.E.Watt，R.Corkish著，狄大伟，高兆利译：《应用光伏学》，上海交通大学出版社，2008年4月第1 版。

②杨贵恒，强生泽，张颖超，邓 勇：《太阳能光伏发电系统及其应用》，化学工业出版社，2011年5月北京第1 版。