1.5　光伏/光热电站对环境的影响

光伏/光热电站的建设与运营期间对环境会产生不同程度的影响。施工期间扬尘、噪声、废弃物等会对环境产生短暂影响，运营期间则会产生视觉、工频电磁场、固体废物等影响[48]。当然，电站服役期满后大量废旧电池组件也必然会对环境造成一定影响，通过电池组件回收可一定程度上减少废旧组件对环境的影响。本书着重讨论光伏/光热电站运营期间对环境的影响。

我国光伏电站集中在西北戈壁、沙漠等典型的生态脆弱地区，这些地区植被稀疏、土壤水肥不足、植物生产力偏低，原有生态环境十分脆弱[49]。光伏组件及其支架系统的布设，会对电站周围的土壤、植被和局部小气候等产生较为明显的影响。

光伏电站对土壤的影响主要集中在土壤抗蚀性、理化性质及土壤温度等方面。对于荒漠地区的电站建设，无须砍伐地表植被，但也要进行场地平整、阵列基础开挖和道路修建等施工，从而破坏多年形成的地表结皮，一定程度上造成水土流失和地表扬尘，甚至产生沙尘暴。电站运行期间，由于光伏阵列基础固化作用，大面积阵列会减弱地表风速，降低地表输沙率，增加地表粗糙度，减少植被的水分蒸发，促进植物更好生长，起到防风固沙和绿化的作用[49,50]。覆盖在戈壁上的光伏组件具有绝热保温作用，能有效减小电站内土壤浅层温度日较差，同时也使电池板下方温度降低，植物生长缓慢[51]。

到达光伏组件表面的太阳辐射，一部分参与到光伏效应中，一部分被光伏组件本身吸收为内能，剩下的部分则被反射到大气中，改变了地表原有的能量平衡，大面积的光伏阵列对局部气候可能会造成一定的影响[52]。由于光伏电站的增温降湿作用，易于造成光伏电站的“热岛效应”，形成光伏电站局部的小气候。高晓清等人通过测量格尔木地区光伏电站内外温度和湿度，表明运行电站对局部气候产生明显的影响，具体如图1.43所示[53]。图中反映了光伏电站内外2m和10m高度的空气温度和湿度。对于2m处温度，冬季白天（光伏电站发电时）站内外基本相同，春、夏、秋白天站内气温高于站外，夏季差值最大，为0.67℃；由于电池板对地面的保温作用，四季夜晚（不发电时）站内均高于站外。对于2m处湿度，早上8:00站内外空气相对湿度分别为35.85%和36.55%（9个月平均值），下午17:00站内外空气相对湿度分别为16.77%和16.84%，站内外湿度基本一致。对于10m处温度，站内四季白天气温均低于站外，尤其秋、冬季节温差较大，分别为-0.40℃和-0.35℃；四季夜晚，除秋季基本相同外，均是站内温度低于站外，主要是由于站内外地表能量收支存在差异。对10m处站内外空气相对湿度最高值分别为31.86%和34.68%，站内外空气相对湿度日均值分别为24.89%和24.06%，站内空气相对湿度高出站外0.83%[53]。赵鹏宇等人对乌兰布和沙漠东北缘光伏电站白天发电过程中1m和2.5m处电站中心和四周的温度和湿度进行监测，结果表明站内中心温度升高，空气相对湿度降低[54]。

图1.43　格尔木地区光伏电站对温湿度的影响

区别于早期光伏电站建设过程中，需要对地面进行修整。当前大型地面电站建设需要考虑生态环境，一般不改变原有地貌和周围生态环境。光伏电站不仅对土壤温度、湿度产生影响，而且可以起到挡风作用（详见3.2.2节），加上光伏组件的遮蔽性，地下水保持能力更好，因此场站内植被生长更好。以青海共和地区为例，站内植被通常高大茂密，站外植被矮小稀疏，如图1.44所示。由图1.44（a）即可对比出场站内外的植被生长情况，以铁丝网为界，电池板底下的草长得更高更密，而远处的草滩则比场站内部的植被更差些。光伏场站内的植被近景如图1.45（a）所示。由于电池板安装结构导致组件下面的植被也不相同，在组件缝隙间的植被更加茂密，如图1.45（b）所示。组件缝隙间之所以草长得更茂盛，是因为清洁组件时清洁用水或自然降雨顺着缝隙流到地面，这部分土壤更加湿润，因而植被生长旺盛。

一定程度上讲，光伏电站改善了草场生态结构，形成了独特的“光伏羊”产业，如图1.46所示［11］。

图1.44　青海共和地区光伏场站内外植被情况对比（摄于2020年7月）

图1.45　共和地区光伏场站内外植被情况对比（摄于2020年7月）

图1.46　共和光伏园区光伏羊图景

大面积光伏阵列对环境产生的影响也反作用于光伏组件的发电性能，植被改善后风沙减小，直接降低光伏组件清洁的频率，同时也一定程度上改善了风沙对光伏发电设备的负面影响，使得光伏组件寿命也得到改善。目前，研究者对光伏电站与周围生态链影响的研究很少，合理布局光伏电站，适度种植植被和放牧，形成持续健康的光伏生态产业链值得期待。