湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院 湖北武漢 430000

摘要：本文以某光伏電站為例，對(duì)光伏陣列基本單元（光伏組件）的排列方式進(jìn)行了分析，通過計(jì)算找出了緯度與方陣排間距、方陣最佳傾角的關(guān)系，具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義，僅供參考。

關(guān)鍵詞：光伏組件；排列方式；排間距；最佳傾角

1.方位角、傾角的選擇

根據(jù)相關(guān)資料分析，某工程代表年水平面輻射見下表：

工程場(chǎng)地較為平整，為充分利用太陽輻射，組件采取0度方位角正南布置。水平傾角選取全年斜面輻射量最大值時(shí)的傾角布置。最佳傾角的計(jì)算，根據(jù)國際上公認(rèn)的Klien和Theilacker提出的計(jì)算傾斜面上月平均太陽輻照量的方法，計(jì)算出不同傾斜面上的月平均太陽輻照量，然后進(jìn)行比較，得出全年最大太陽輻照量所對(duì)應(yīng)的傾角。結(jié)果如下表：

表1.1-1某工程代表年標(biāo)準(zhǔn)月輻射量

1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年總量

水平面158.58246.98368.48478.17636.65675.69779.04692.39528.15341.55208.39141.775255.84

表1.1-2 場(chǎng)址所在地太陽能輻射量在不同傾角斜面上的比較（兆焦/平方米）

水平面33°傾角34°傾角35°傾角36°傾角37°傾角

1月158.58266.72268.96271.19273.42275.65

2月246.98372.96374.98378.00380.02382.03

3月368.48465.37466.49467.60468.72469.84

4月478.17522.72521.64521.64520.56519.48

5月636.65630.54628.31624.96622.73619.38

6月675.69637.20633.96630.72626.40623.16

7月779.04752.18747.72744.37739.91735.44

8月692.39738.79737.68735.44733.21730.98

9月528.15657.72658.80659.88660.96660.96

10月341.55491.04493.27496.62498.85501.08

11月208.39355.32358.56361.80363.96367.20

12月141.77256.68260.03262.26264.49266.72

年總量5255.846147.256150.386154.496153.236151.93

上表的計(jì)算結(jié)果表明：方陣傾角在35°時(shí)，總輻射量最大，確定太陽能光伏陣列最佳安裝傾角為35°。

2.陣列排布比選

2.1 組串方案

若某工程選用通用型逆變器。逆變器最大功率跟蹤電壓為500～850V，最大直流輸入電壓為1000V。根據(jù)該電壓值，與串聯(lián)回路在連接19～23只組件后工作電壓的計(jì)算值進(jìn)行比較；電池組件的工作電壓和開路電壓隨溫度變化的區(qū)間為-30oC～85oC；在滿足光伏組件能當(dāng)?shù)氐臏囟拳h(huán)境工作的前提下，根據(jù)光伏組件的峰值功率電壓、開路電壓以及溫度系數(shù)等性能指標(biāo)，可得出不同串聯(lián)回路的工作電壓如下表所示：

表2.1 不同串聯(lián)回路的工作電壓（-30oC至85oC電池溫度下）

序號(hào)串聯(lián)回路組件數(shù)量逆變器輸入端工作電壓（V）逆變器輸入端開路電壓（V）

119476.95～702.64576～848.55

220502.05～739.62606.31～893.21

321527.15～776.6636.63～937.87

422552.26～813.58666.94～982.54

523577.36～850.56697.26～1027.2

選用的逆變器的MPTT電壓跟蹤范圍為：500V～850V，允許的最大直流開路電壓為1000V。當(dāng)組串件數(shù)為21或22的時(shí)候，能夠滿足逆變器要求。

對(duì)串聯(lián)回路組件數(shù)量為21和22兩個(gè)方案進(jìn)行比選。

方案一：串聯(lián)回路組件數(shù)量為22，一級(jí)陣列需11*4布置，尺寸為18450mm*4058mm，見下圖。工程共需布置1750個(gè)一級(jí)陣列。

圖2.1-1 方案一陣列布置圖

方案二：串聯(lián)回路組件數(shù)量為21，一級(jí)陣列需14*3布置，尺寸為23490mm*3036mm，見下圖。工程共需布置1840個(gè)一級(jí)陣列。

圖2.1-2方案二陣列布置圖

2.2 組件布置及間距設(shè)計(jì)

光伏陣列前后排之間必須保持一定距離，以免前排陣列擋住后排陣列的陽光。因此，需要確定前后排方針之間的最小距離。兩排陣列之間最小距離的示意圖如圖所示。

圖2.2-1 兩排陣列之間的距離示意圖

圖中，L為一級(jí)光伏陣列斜平面高度，H為一級(jí)光伏陣列水平高度，B為安裝傾角，a為太陽高度角，c為太陽方位角，r為太陽入射線水平面上投影在后排陣列之間的長(zhǎng)度，d為前排陣列陰影長(zhǎng)度，D為陣列之間的間距，e為陣列陰影在東西方向的影響長(zhǎng)度。