远眺宁夏灵武400万千瓦采煤沉陷区新能源基地（局部）。
无人驾驶智能清扫机器人正在清扫光伏板。
运维人员对现场设备进行定期检查。
我国最大采煤沉陷区新能源基地打造板上发电、板下种植、板间养殖、治沙改土“四位一体”循环产业链。图为羊群在板间悠闲觅食。 受访单位供图
重要论述
中国将持续推进产业结构和能源结构调整，大力发展可再生能源，在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目。
空中，无人机循着航线缓缓飞行，摄像头扫过每一块光伏组件；地面，整齐排列的光伏矩阵静静“享受”阳光，将绿色电流输往千里之外；板下，耐旱草木肆意生长，羊群低头觅食，一派生机盎然。
6月8日，宁夏灵武400万千瓦采煤沉陷区新能源基地正式投运100天，发电量超13.78亿千瓦时。作为我国第二批“沙戈荒”大型风电光伏基地，该基地与附近的宁东200万千瓦采煤沉陷区复合光伏基地共同组成了我国最大采煤沉陷区新能源基地——总装机600万千瓦的国能宁夏电力采煤沉陷区复合光伏基地。两地总占地面积18万亩，相当于1.6万余个足球场，每年发电量可满足720万个家庭一年用电需要。
在采煤沉陷区建设新能源基地，核心课题在于如何将地理劣势转化为能源优势。在项目的建设与运维过程中，面临哪些现实难题？“板上发电、板下治沙”这一创新模式，为全国“沙戈荒”地区的综合开发带来了怎样的启示？一起走进我国最大的采煤沉陷区新能源基地探寻答案。
转变思路让“废地”变宝地
驱车前往宁夏回族自治区灵武市宁东镇，可以看到一种奇特的地貌：大片沉寂的土地看似平坦，实则地面坑洼错落、沟壑遍布。这里是当地多个稳定开采15年以上煤矿的所在地，多年的煤炭开采留下了大面积采煤沉陷区。
传统观念里，这样的土地几乎“一无是处”：不能耕种、不宜建房、难以开发。但换个视角，这里却蕴藏着另一种宝藏。
宁夏地处我国西北，年平均日照时数在3000小时左右，太阳辐射强度稳居全国前列。“沙戈荒”地区虽然生态脆弱，却恰恰拥有建设光伏电站最需要的条件：平坦开阔的地形、丰富的光照资源、不与耕地和城镇争地的广阔空间。
而在沉陷区建光伏基地，远非把板子铺开那么简单。
“一般建设大型光伏项目需满足三方面条件：优先选择平坦开阔、南向坡度不大于25度的地块；年日照时长不低于2000小时，年总辐射量达每平方米1200千瓦时以上；选址应靠近现有变电站或特高压送出通道，确保电力可靠送出与电网安全稳定运行。”国家能源集团宁夏电力有限公司新能源分公司工程建设部副主任罗祥告诉记者，此地的光照条件与电网配套都符合项目要求，工程面临的核心挑战在于如何克服采煤沉陷区这一不稳定地基带来的技术难题。
地下采空区活动没有规律，地表时常出现变化：几毫米宽的细微裂缝悄然蔓延，数十平方米的地块阶梯式下陷，不规则的错位塌陷更是时有发生。地层的微小位移，都会持续拉扯光伏支架、组件以及深埋地下的高压电缆。
为了让光伏板稳稳“站”在地面，项目团队根据不同区域的地质风险等级，采用了多种支架方案——
在沉降风险较大的区域，全部使用固定支架。这种支架结构简单、对地基扰动小，即使地面发生轻微沉降，也能保持光伏板的稳定。而在相对稳定的区域，则布置了少量能像向日葵一样自动追踪太阳的平单轴支架，以及能够跨越沟壑起伏的柔性支架。
“此外，我们在项目建设前期获取了煤矿的开采计划，建设时主动避让可能塌陷的区域，并将沉陷区常规设计中埋在地下的电缆改为地上‘波浪式’电缆桥架铺设。通过这种系统优化，大大降低了后期运维的风险。”罗祥说。
智能助手提效率护安全
在有着1000多万块光伏板的庞大场站中，要靠人工来及时发现哪里出了问题，如同大海捞针。
在这片广袤的光伏海洋中，最引人注目的，除了一望无际的光伏板，还有那些穿梭于板间、飞行于空中的智能助手。它们让这座庞大的能源基地拥有了“眼睛”、“大脑”和“双手”，实现了从传统电站到智慧能源系统的跨越。
对于光伏基地来说，并非所有的威胁都来自地面沉降，更多时候，吞噬发电效率的是“隐形杀手”——灰尘。在西北荒漠地区，春季风沙频发，人工巡检往往难以察觉附着在组件表面、却足以让发电量大打折扣的薄尘。
国家能源集团宁夏电力有限公司新能源分公司生产技术部主任舒茂龙回忆起今年3月的一次预警。“当时宁夏风沙较大，一些光伏板表面积累了较厚的灰尘。传统模式下，我们很难发现这一问题——18万亩场地，难以判断哪块板子灰尘过多。但系统通过分析发电量数据，发现灵武项目北区某个标段的发电量异常偏低，在排除设备故障等因素后，判定为‘灰损严重’。于是，我们派出无人机对该区域进行红外巡检，确认是灰尘遮挡问题后，迅速安排清扫，发电量恢复正常。”
舒茂龙提到的“系统”，是该公司自主研发的全国产化GW（吉瓦，功率单位）级光伏智能管控系统，也是整座电站的“智慧大脑”。
在此之前，大型光伏场站普遍存在系统繁杂、数据割裂的问题。不同设备对应多套管控平台，运维人员需要在多个终端之间来回切换，效率低下。而这套依托国产芯片与操作系统打造的一体化系统，将发电监测、设备控制、储能调度、电网响应等所有功能集合到一个平台，工作人员坐在百公里外的集控中心，通过一台电脑就能完成全域设备的巡检、监控。
无人机在天上飞，机器人在板下跑，人在屋里看，这正是该基地智慧运维的生动图景。
在光伏板之间，无人驾驶智能清扫机器人往来穿梭。它们采用履带式底盘，不惧坑洼、斜坡等复杂地形，依靠尼龙毛刷实现无水干扫，完美适配西北风沙多、水资源紧缺的环境。此外，机器人还能自主规划航线、自动充电，清扫速度从最初每秒0.1米提升到现在的每秒0.4米，有效提高了场站的清扫效率。
据了解，针对采煤沉陷区最大的地质风险，项目团队安装了一系列监测设备：地面上布设了大量位移、裂缝传感器，实时捕捉地表形态变化；光伏支架上加装倾角监测设备，地层沉降引发的支架倾斜会被即刻识别；安装在地下的水位计持续监测地下水水位波动，提前预判深层地质活动。同时，结合卫星遥感完成全域扫描，点面结合掌握整片区域的地质动态，一旦出现沉降、裂缝等异常，系统会第一时间推送预警，提醒运维人员现场处置。
光伏板下谱写和谐共生奏鸣曲
一块块光伏板排列延伸，不仅产出清洁电能，更撑起了一片生态绿洲。夏日里，光伏板下的苦豆子开出了黄色的花朵，胡枝子摇曳着紫色的花穗，将这片曾经的荒原点缀得生机勃勃。
板上发电、板下种植、板间养殖、治沙改土——这是该基地打造的“四位一体”循环产业链。
为什么光伏板下能长草？宁夏干旱少雨、蒸发强烈，裸露的地表水分迅速散失，植物难以存活。而光伏板遮挡了部分阳光，降低了地表温度和风速，减少了水分蒸发，为植被创造了一个相对温和的微环境。
并非所有草种都适合种植。项目团队曾面临一道难题：草不能长太高，否则会遮挡光伏板，影响发电，同时，此处土地偏盐碱、干旱少雨，必须选择耐旱、耐盐碱、根系发达的固沙物种。为此，项目团队与宁夏农林科学院合作，建设了800亩集中示范区，如今又扩展至4000亩。
“现阶段的目标首先是固沙、改善生态，如果能产生经济效益自然更好。”国家能源集团宁夏电力有限公司新能源分公司生产技术部主管马建宝告诉记者，示范区内现在试种植了两类植物：一类是蒙古冰草、胡枝子、苦豆子等乡土牧草，它们本就适应宁夏的环境，生命力顽强，主要作用是固沙、恢复生态多样性；另一类是欧李、金银花、罗布麻等经济作物，未来可以通过土地租赁或合作种植为电站增加额外收益。
为了让植物存活下来，团队成员还探索了集雨技术——通过光伏板汇集的雨水滴灌至板下作物根系，提高成活率。
依托繁茂的牧草，板间养殖试验顺势开展。据了解，目前首批投放了100头羊，它们可以在光伏阵列的间隙悠闲觅食，光伏板形成天然遮阳棚，羊群避开烈日暴晒，牧草就近供给，形成良性的小型生态循环。放牧采用试点运营模式，由当地农户入驻管理，既不影响光伏发电，也盘活了闲置空间。
光伏加高的支架设计，是实现种养结合的关键。马建宝介绍，项目支架高度经历了一轮明显升级：从最初的1.5米，逐步抬升至2米，部分特殊支架达到2.5米。抬高后的支架，保障了板下植物拥有充足生长空间。
从满目疮痍的沉陷区荒地，到“风光”无限的能源基地，再到种养共生的生态乐园，我国最大采煤沉陷区新能源基地诠释了“沙戈荒”地区综合开发的全新可能。阳光化作电流，荒漠长出希望，这片扎根在西北戈壁的光伏海洋，正持续向远方输送绿色动能，也为全国能源转型、生态治理写下可复制、可推广的答卷。（本报记者 沈东方）
