特變電工新疆新能源股份有限公司　■ 隋義劉偉

光伏電站固定支架與可調(diào)支架占地面積對(duì)比

特變電工新疆新能源股份有限公司■ 隋義*劉偉

通過(guò)光伏行業(yè)現(xiàn)行通用軟件PVsyst計(jì)算出固定支架傾角和可調(diào)支架最大傾角；運(yùn)用間距計(jì)算公式，計(jì)算出不遮擋情況下電池板支架單元最小前后間距；從而計(jì)算光伏固定支架和可調(diào)支架占地面積，進(jìn)行對(duì)比研究。

光伏電站；固定支架；可調(diào)支架；占地面積

0　引言

隨著光伏行業(yè)的發(fā)展，光伏電站的建設(shè)越來(lái)越多，為了使光伏電站獲得更高的發(fā)電量，光伏支架采用可調(diào)傾角安裝來(lái)提高發(fā)電量的方法在光伏發(fā)電中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在安裝光伏電池板過(guò)程中，為了使前排光伏支架不遮擋后排光伏支架，要在前后兩排預(yù)留出足夠的間距。伴隨著可調(diào)支架的應(yīng)用，可調(diào)支架角度增大時(shí)，光伏支架方陣前后兩排的間距也要增加，隨之其占地面積也會(huì)增加。本文通過(guò)在實(shí)際地點(diǎn)計(jì)算，得出可調(diào)支架方陣冬季最大傾角1 MWp單元占地面積與固定支架方陣全年最佳傾角1 MWp單元占地面積比值。為在工程設(shè)計(jì)時(shí)，考慮采用固定支架或可調(diào)支架方案的光伏電站與占地面積之間的關(guān)系提供參考。

1　原理分析

從日照原理分析，光伏支架方陣在和太陽(yáng)的入射角成90°時(shí)，所獲得的太陽(yáng)輻射最大。因此，在安裝光伏支架時(shí)，根據(jù)建設(shè)地點(diǎn)的不同，為獲取最大的太陽(yáng)輻射，光伏支架的安裝傾角也要相應(yīng)調(diào)整。當(dāng)建設(shè)地點(diǎn)確定后，根據(jù)時(shí)間、季節(jié)等變化因素來(lái)改變光伏支架傾角。太陽(yáng)入射角的變化一般在春分、夏至、秋分、冬至?xí)r節(jié)進(jìn)行。本文通過(guò)軟件PVsyst計(jì)算固定支架全年最佳傾角和可調(diào)支架最大傾角(一般在冬季)，再計(jì)算光伏支架方陣的前后排間距。

方陣間距圖如圖1所示。其中，α為太陽(yáng)高度角；β為太陽(yáng)方位角；φ為當(dāng)?shù)鼐暥龋籐為太陽(yáng)射線在地面上的投影；H為前后光伏方陣高度；L′為前排太陽(yáng)電池方陣長(zhǎng)度；Z為光伏方陣傾角。

圖1　方陣間距圖

由圖1可得：

2　各地1 MWp單元占地面積計(jì)算

由于光伏建設(shè)地點(diǎn)不同，為接收最高的輻射量，每一處建設(shè)地點(diǎn)設(shè)計(jì)的支架傾角也不同。本文擬選用三亞、廣州、上海、濟(jì)南、沈陽(yáng)、哈爾濱、西安、蘭州、西寧、拉薩、烏魯木齊11個(gè)地點(diǎn)的經(jīng)緯度進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表1。

表1　地點(diǎn)傾角、方陣間距計(jì)算表

通過(guò)PVsyst軟件計(jì)算固定支架全年平均最佳傾角和可調(diào)支架全年可調(diào)最大傾角。結(jié)合圖2可得出水平面的影長(zhǎng)理論式(2)，并使用CAD軟件進(jìn)行分析，布置1 MWp標(biāo)準(zhǔn)單元圖。

圖2　水平面影長(zhǎng)圖

本文設(shè)計(jì)選用250 Wp多晶硅電池板，20個(gè)電池板一串，按一組支架安裝40塊電池板設(shè)計(jì)。1 MWp標(biāo)準(zhǔn)單元采用8×13布置，如圖3所示。

圖3　1 MWp標(biāo)準(zhǔn)單元圖

1 MWp標(biāo)準(zhǔn)單元占地面積計(jì)算見表2，其中，A1為全年最佳傾角1 MWp標(biāo)準(zhǔn)單元占地面積；A2為冬季最佳傾角1 MWp標(biāo)準(zhǔn)單元占地面積。

表2　1 MWp標(biāo)準(zhǔn)單元占地面積計(jì)算表

由表2可知，可調(diào)支架方陣冬季最佳傾角1 MWp標(biāo)準(zhǔn)單元占地面積與固定支架方陣全年最佳傾角1 MWp標(biāo)準(zhǔn)單元占地面積的比值在1.11～1.21倍之間。

3　結(jié)論

本文將理論計(jì)算與實(shí)際設(shè)計(jì)相結(jié)合，計(jì)算出可調(diào)支架方陣冬季最佳傾角1 MWp標(biāo)準(zhǔn)單元占地面積與固定支架方陣全年最佳傾角1 MWp標(biāo)準(zhǔn)單元占地面積比值關(guān)系，希望本文得出的計(jì)算結(jié)果可以給工程設(shè)計(jì)提供參考。

2016-01-26

隋義(1988—)，男，本科，主要從事光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究。649546199@qq.com

[1] 王斯成. 光伏方陣占地?cái)?shù)學(xué)模型和計(jì)算實(shí)例(上)[J]. 太陽(yáng)能, 2015, (4): 22-27.