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)支架占地面積對比

特變電工新疆新能源股份有限公司■ 隋義*劉偉

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

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)傾角安裝來提高發(fā)電量的方法在光伏發(fā)電中的應(yīng)用越來越廣泛。在安裝光伏電池板過程中，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，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增加。本文通過在實際地點計算，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)計時，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的入射角成90°時，所獲得的太陽輻射最大。因此，在安裝光伏支架時，根據(jù)建設(shè)地點的不同，為獲取最大的太陽輻射，光伏支架的安裝傾角也要相應(yīng)調(diào)整。當建設(shè)地點確定后，根據(jù)時間、季節(jié)等變化因素來改變光伏支架傾角。太陽入射角的變化一般在春分、夏至、秋分、冬至?xí)r節(jié)進行。本文通過軟件PVsyst計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為太陽高度角；β為太陽方位角；φ為當?shù)鼐暥?；L為太陽射線在地面上的投影；H為前后光伏方陣高度；L′為前排太陽電池方陣長度；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單元占地面積計算

由于光伏建設(shè)地點不同，為接收最高的輻射量，每一處建設(shè)地點設(shè)計的支架傾角也不同。本文擬選用三亞、廣州、上海、濟南、沈陽、哈爾濱、西安、蘭州、西寧、拉薩、烏魯木齊11個地點的經(jīng)緯度進行計算，結(jié)果見表1。

表1　地點傾角、方陣間距計算表

通過PVsyst軟件計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理論式(2)，并使用CAD軟件進行分析，布置1 MWp標準單元圖。

圖2　水平面影長圖

本文設(shè)計選用250 Wp多晶硅電池板，20個電池板一串，按一組支架安裝40塊電池板設(shè)計。1 MWp標準單元采用8×13布置，如圖3所示。

圖3　1 MWp標準單元圖

1 MWp標準單元占地面積計算見表2，其中，A1為全年最佳傾角1 MWp標準單元占地面積；A2為冬季最佳傾角1 MWp標準單元占地面積。

表2　1 MWp標準單元占地面積計算表

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

3　結(jié)論

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

2016-01-26

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

[1] 王斯成. 光伏方陣占地數(shù)學(xué)模型和計算實例(上)[J]. 太陽能, 2015, (4): 22-27.