劉佳尉　黃華　薛濤

摘 要：對(duì)采用固定支架、平單軸跟蹤、斜單軸跟蹤、雙軸跟蹤系統(tǒng)的光伏電站的發(fā)電量進(jìn)行了仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量。在給定的條件下，利用仿真軟件對(duì)新疆哈密地區(qū)采用以上4種類型支架系統(tǒng)的光伏發(fā)電站進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)和仿真計(jì)算，對(duì)發(fā)電量進(jìn)行了對(duì)比分析。在新疆哈密地區(qū)搭建了容量相等的采用4種類型支架的光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)電站，對(duì)電站運(yùn)行一年的數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理和分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真計(jì)算結(jié)果趨勢(shì)一致。

關(guān)鍵詞：光伏電站；跟蹤系統(tǒng)；仿真計(jì)算；實(shí)驗(yàn)測(cè)量

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.106

隨著國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電站的大量建設(shè)，光伏發(fā)電的度電成本成為了行業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。不同類型的光伏發(fā)電站通常使用歸一化的度電成本來對(duì)其經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較，其定義為：歸一化度電成本=壽命期成本/壽命期發(fā)電量（元/kW·h）。由此可見，在成本不變的情況下，增加發(fā)電量可以有效降低度電成本，提高經(jīng)濟(jì)收益。采用跟蹤系統(tǒng)的光伏發(fā)電技術(shù)能有效提高光伏發(fā)電站對(duì)輻照量的利用率，從而達(dá)到提高光伏發(fā)電站的發(fā)電量、降低度電成本的目的。目前，主要的跟蹤系統(tǒng)形式有平單軸跟蹤、斜單軸跟蹤和雙軸跟蹤。本文對(duì)這3種支架類型的光伏發(fā)電站發(fā)電量進(jìn)行了仿真計(jì)算，并與采用固定支架的發(fā)電量進(jìn)行了對(duì)比分析。

1 仿真計(jì)算

本文使用PVsyst光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)軟件對(duì)采用固定支架、平單軸跟蹤系統(tǒng)、斜單軸跟蹤系統(tǒng)和雙軸跟蹤系統(tǒng)的光伏發(fā)電站發(fā)電量進(jìn)行仿真分析，并對(duì)不同形式光伏發(fā)電站的發(fā)電量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。

1.1 仿真條件

在進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)，將項(xiàng)目地址選擇在太陽(yáng)能資源豐富的新疆哈密地區(qū)。哈密位于北緯42.82°，東經(jīng)93.52°，根據(jù)Meternorm 6.1數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息，該地區(qū)水平面上的總輻照量如表1所示。

固定支架方陣的角度根據(jù)軟件計(jì)算的最佳傾角選擇為43°，平單軸的跟蹤范圍設(shè)置為常規(guī)的-45°～45°，斜單軸根據(jù)目前常見的廠家參數(shù)，將南北向斜單軸傾角設(shè)置為20°，跟蹤范圍與平單軸相同，雙軸支架傾角設(shè)置為0°～80°，跟蹤范圍設(shè)置為-180°～180°。

為了便于分析，在仿真時(shí)將4種類型光伏電站的容量均設(shè)置為1 MW，核心設(shè)備分別選用305 W的多晶硅組件及500 kW的集中式逆變器。每18個(gè)組件為一串，固定支架方陣一個(gè)支架上雙排安裝兩個(gè)組串，平單軸及斜單軸每個(gè)支架安裝一個(gè)組串，雙軸每個(gè)支架安裝兩個(gè)組串。

1.2 平面布置

按照18個(gè)組件一串，共184串的配置對(duì)光伏發(fā)電元總平面進(jìn)行布置，并建立陰影遮擋模型。在進(jìn)行陰影遮擋分析建模時(shí)，將4種類型發(fā)電單元的陰影遮擋損失控制在同一水平，由此得到不同類型發(fā)電單元的間距情況如表2所示。

1.3 計(jì)算結(jié)果

對(duì)仿真計(jì)算得到的固定支架、平單軸、斜單軸和雙軸相對(duì)于平面總輻射量而言，其入射面的輻射量分別都有了一定程度的提高，具體情況如表3所示。

2 實(shí)驗(yàn)測(cè)量

在哈密地區(qū)建立了針對(duì)固定支架系統(tǒng)、平單軸跟蹤、斜單軸跟蹤和雙軸跟蹤系統(tǒng)四種類型發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，每種類型的光伏陣列容量均為39.2 kW。對(duì)該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上4種陣列1年的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理分析，得到的發(fā)電量變化情況如圖2所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)比圖1與圖2可知，4種不同類型支架光伏陣列發(fā)電量的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化趨勢(shì)一致，使用跟蹤系統(tǒng)的光伏陣列均在5月份達(dá)到發(fā)電量的峰值。

對(duì)單位裝機(jī)容量的發(fā)電量情況進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，仿真結(jié)果比實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果偏大。這可能是兩方面的原因引起的：①在仿真計(jì)算陰影遮擋模型建立時(shí)，所取得的遮擋率較低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求；②仿真過程中對(duì)灰塵遮擋的影響無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確描述，實(shí)際項(xiàng)目中因灰塵遮擋而導(dǎo)致的電量損失情況要比仿真給定的數(shù)值大。在下一步的研究中，將對(duì)這些影響因素作進(jìn)一步分析。

參考文獻(xiàn)

[1]王斯成.高收益要考技術(shù)創(chuàng)新，好質(zhì)量有賴精細(xì)設(shè)計(jì)[J].太陽(yáng)能，2015（06）.

〔編輯：張思楠〕