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摘 要：PVsyst是目前光伏發(fā)電并網(wǎng)電站設計中使用較為廣泛的軟件之一，其可以模擬組件排布，陰影遮擋，計算組件最佳傾角以及間距等主要設計問題，但是其計算結果是否符合我國實際影響情況，公開資料顯示至今還沒有準確的數(shù)據(jù)支撐。本文針對該軟件計算的組件太陽陰影長度，并與實際測量長度進行比較，分析其中的差異性以及修正方法。

關鍵詞：太陽能；地面光伏并網(wǎng)電站；PVsyst；太陽陰影長度；組件中心間距

中圖分類號：TK513 文獻標識碼：A

0.前言

PVsyst作為目前國內測算光伏發(fā)電量最為廣泛的軟件之一，其軟件的數(shù)據(jù)差異性帶來的影響也是廣泛的。對此我司充分利用在國內建有大量的光伏電站的優(yōu)勢，在2015年冬至日前后在各個電站上測量實際太陽陰影長度，通過該數(shù)據(jù)來校核PVsyst軟件模型測算的正確性。

1.理論與方法

為了確保數(shù)據(jù)的準確性，該實驗必須得在冬至日期間的前后一周時間開始測量，測量的方法也是簡單有效，如圖1所示。

準備直徑10cm左右的H=1m長的立柱，垂直立在較為空曠平坦的地形上（周圍沒有陰影遮擋物），每天早上8點開始測量立柱的太陽陰影長度L，期間每隔一小時就測量一次，直至下午5點太陽落山（期間不得有遮擋物陰影遮擋）。將每個小時的數(shù)據(jù)記錄下來，若在這期間具有不可抗力因素遮擋，則該時刻數(shù)據(jù)說明情況并空開不計入表格當中。

表1、表2為我國多個區(qū)域記錄的太陽陰影長度在這兩周內數(shù)值當中的平均值。

按照《光伏發(fā)電站設計規(guī)范》（GB50797-2012），光伏方陣在冬至日太陽時上午9∶00到下午3∶00時段內前、后、左、右互不遮擋的規(guī)定條件。固定式傾角安裝朝向均為正南，以冬至日早上9∶00至下午3∶00陰影不遮擋原則，不考慮東西方向，只考慮南北方向的陰影遮擋。其組件方陣太陽照射原理如圖2所示。

以上我們做的實驗測量的數(shù)據(jù)是太陽在一天當中對立柱多個角度的陰影直射長度。但是太陽是會隨著時間的變化其方位角也不停地變化，然而光伏的組件是固定不動的，組件在之間的間距距離最大就是早上9點的太陽和下午3點的太陽入射角度造成的陰影。由此將圖2原理簡化為圖3所示。

其中圖3中的Z為中午12點太陽入射角垂直照射的陰影長度，X1和X2為早上9點和下午3點太陽分別從東邊和西邊45°入射過來照射在組件上的陰影長度，是一天當中最長的陰影長度。其中的y為組件前后距離實

實地測量的數(shù)據(jù)結果已經(jīng)出來之后，現(xiàn)在對PVsyst的太陽模型進行對比。先對PVsyst參數(shù)與實驗的模型進行等同設置，如圖4所示。

參數(shù)設置完畢后開始模型的正確性，即保證早上9點至下午3點無前后陰影遮擋距離。此次我們僅記錄冬至日當天早上9點至下午3點組件之間的陰影長度，整理表5。

將上述表3 PVsyst測量數(shù)據(jù)與之前實驗測量表2數(shù)據(jù)畫制成曲線進行對比，如圖5所示。

結論

根據(jù)上述的研究可以看出，紅色實際測量陰影長度的曲線與PVsyst的太陽模型計算得出的數(shù)據(jù)曲線其輪廓大致是相等的，此外，由于在實地測量時會存在一些不可避免的干擾因素以及人為因素的存在，導致其曲線上的差異性。該曲線皆為拋物線曲線∶x2=2Py，對其在早上8點至下午5點進行閉合的曲線面積計算，鑒于計算過程重復繁瑣就不詳細列出計算過程，計算出的面積差在1%～3%之間，屬于人為誤差范圍內，可以接受。至此我們得出PVsyst的太陽模型是符合我國實際太陽的運行軌跡，其數(shù)值也是非常接近實際的數(shù)值的。同時本文僅針對Pvsyst的太陽模型與實際測量的太陽陰影數(shù)據(jù)進行粗略地核對，還需要進行深入地探討和分析。

參考文獻

[1]陳剛，姬鴻，王勇.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設計[J].智能建筑電氣技術，2011（2）：6-10.

[2]孫韻琳，杜曉榮，王小楊，等.固定式并網(wǎng)光伏陣列的輻射量計算與傾角優(yōu)化[J].太陽能學報，2009（12） ：1597-1601.