太阳能光伏阴影间距计算

间距计算影子计算方法(双轴跟踪成果暂不发表)作者：李军计算公式：①②③①②③或者β———太阳方位角——当地纬度δ————太阳赤纬角————时角(按真太阳时)名词解释：名词解释：太阳高度角：太阳光线与地平面的夹角太阳方位角：太阳光线在地平面的投影与正南方向的夹角，偏东为正，偏西为负太阳赤纬角：地球公转面与赤道面的夹角刻”指当地真太阳时)基于①②得到的几个性质：(1)太阳高度角α从日出到正午肯定是越来越大(2)对于北半球纬度φ>23.5°的地方，同一真太阳时，从冬至日到夏至日太阳高度角α肯定越来越大影长计算公式：④下面计算三种安装方式的影长计算方法，从而让我们优化光伏方阵排布方式，减少遮挡，以求更有效率的利用太阳能。(1)固定安装方式原则：选择排与排的间距确保前排组件的影子沿南北方向的投影尽可能不遮挡后排。影长沿南北方向的投影为另外加东西方向影长称为东西影长系数国标规定：系统应保证冬至日9:00-15:00之间方阵不出现遮挡冬至日时，δ=-23.5°,sinδ<0,随着接近正午sinα越来越大，从而c.越来越小，因此最长的南北影子投影长出现在9;00和15;00的时刻。春分那天，南北影长全天不会变，过了春分，情况与冬至日时相反，南北影长最长的时刻出现在正午，这些情况适用于纬度φ>23.5°的情况，也就是适用于北回归线以北的地区。典型的1米固定立杆影子全年变化图(常州地区):S-NS-NW-E可以看到，对于夏季时，太阳升起时有可能方位角大于90°,也就是说，影子方向是偏向南方。这就要求我们在设计时不仅要考虑最佳倾角，同时还踪时一般方位角跟踪都做到252°(如西班牙艾菲玛公司生产的Apolo125双轴跟踪器),甚至到360°(双翼双轴跟踪器),也是由于这个原因。实际案例：某10kWp的方阵布置(2)极轴跟踪方式极轴跟踪方式属单轴跟踪的一种，它跟踪的是时角。控制方式是计算式控制方式。安装时一般南北成排排列，电动机带动方阵左右旋转，以跟踪太阳东升西落的轨迹运动。极轴跟踪器排布示例：泰国曼谷4.3MWp极轴跟踪系统 水平轴跟踪实物图片；在水平轴跟踪安装方式中，由于方阵面始终处于一个平面上，因此各个跟踪器南北向之间可以不留间距。但对于带倾角的极轴跟踪，由于前面的跟踪器的后沿高出后面跟踪器的前沿，因此为防止遮挡，需要留出一定间距。计算公式如下：86420-■-不考虑旋转位形南北中心距-▲—考虑旋转位形南北中心距距心中中心距如上面三个图所示，因为9:00-15:00不发生遮挡的标准只适用于固定安装系统，在看到，对于纬度40°来说，冬至日让系统9:00不出现遮挡对应的左右中心距为16米，大概为跟踪器本身宽度3米的5倍多，再往早则点的分布较稀疏，说明影长在这段时间变化很大，即使我们增加东西中心距，所能增加受光的时间也非常有限，因此优化的距离可以取9;00时刻不被遮挡16米，南北中心距则至少取12米，事实上就是取12米，我们可以看到这个系统的性能，冬至日时系统9:00可以完全采光，春分时不到8:00就可以完全采光，而夏季时约6:40就可以充分采光。而冬至日，春分日，夏至日对应的日出时间也可以从图上看出，约7:30,6:00和5:40,系统在全年基本上只有早上日出后一个小时，日落前1个小时没有达到完全采光，但还可以部分采光或采散射光，并且日出日落十分辐照度是全天最差，因此综合来看，没有利用的太阳能资源寥寥无几，系统性能相当好。应用实例：荷兰1MWp布局项目光伏场地在荷兰LeeuwardenRnlafb,北纬53°12',东经5°47'。系统共采用280W多晶硅组件3600块，总装机容量1008kWp,标称1MWp,分别针对固定安装和单轴跟踪(分为水平轴跟踪、方位角跟踪与极轴跟踪)设计并比较4套技术方案，其中固定安装采用最佳倾角35°,水平轴跟踪倾角0°,方位角跟踪方式选择最佳倾角55°,极轴跟踪方式选择最佳倾角38°。不同跟踪方式的跟踪器的型号规格及单台装机容量列举在后面，可供选择。2.组件选型采用宁波百世德生产的BEST-28OP-24多晶硅光伏组件。技术规格型号最大输出功率[v]功率误差[%]最佳工作电压[V]最佳工作电流[A]开路电压[V]短路电流[A]最大系统电压[V]电池片转换效率[%]组件转换效率[%]太阳能电池类型电池片数量BEST-280P-243多晶硅电池片156*156mm最大输出功率温度系数[%/C]-0.45重量[kg]20组件尺寸[mn]1958*994*50本项目共采用280W大功率组件3600块，每16块组件串联为1个组串，1MWp发电单元共有225个组串。3.组件及方阵布置图1)最佳倾角固定安装项目地址为荷兰的LeeuwardenRnlafb,根据当地的太阳辐照资料，选择最下表为该场地太阳水平辐射与35°斜面辐射情况表月每日的太阳辐射-水平线度/平方米/日每日的太阳辐射-倾斜的度/平方米/日一月二月三月五月5.575.69六月七月八月九月十月十一月十二月年平均数由上表可以看到，最佳倾角35°固定安装比水平固定安装发电量提高约1MWp方阵布置，组件采用三排卧式安装。根据组件的尺寸1958×994mm,为了保证冬至日9:00—15:00之间前后排组件不发生遮挡，排与排留出间距，经计算，间距为11.7m,取12m。方阵排布图如下：田田出由田逆变室里性性抽州州州抽州抽性抽壮抽州州里性性抽州州州抽州抽性抽壮抽州州仟壮仟扭扭州由甲年冲年年年年甲年王用光伏电场占地面积为203m×184m=37352m²。根据当地的太阳辐射资料，利用水平轴跟踪方式得到的全年太阳辐照数据与水平辐照数据比较如下：月每日的太阳辐射-水平线每日的太阳辐射-度/平方米/日度/平方米/日十一月0.811.15十二月0.490.72由上表可以看到，利用水平轴跟踪系统比水平固定安装发电量提高约36%。跟踪器采用韩国PARU公司生产的单轴跟踪装置，主要参数如下：组件安装面积跟踪方式单轴最大旋转角度抗风能力45°时25m/s,水平时35m/s抗风能力瞬时风66m/s本项目中单台安装组件数量 IMWp发电单元需要跟踪器数量3600/24=150台，对于跟踪系统来说，太阳到(红线部分)在靠近冬季的6个月中，太阳辐照非常低。月每日的太阳辐射·水平线每日的太阳辐射-倾斜的五月六月在通常的跟踪系统中，通常会在跟踪器之间留出足够的距离以求获得更多的太阳资源，通常会追求9:00之前可能8:30时就要保证不受遮挡，但在本项目中，由于冬季太阳辐照非常低，即使全天的太阳辐照资源也没多少，因此没必要浪费宝贵的土地资源来多获得仅是一点点多的太阳辐照，因此跟踪器的间距考虑遮挡时间延迟。对比如下：时间要求跟踪器水平间距(m)选择跟踪器东西中心间距16m,南北间距0.5m。方阵排布方式如下： 整个1MWp光伏场地占地面积166×211=35026m²。项目光伏场地在荷兰LeeuwardenRnlafb,北纬53°12',东经5°47′。极轴跟踪方式中我们采用240W多晶硅组件4160块，总装机容量9984kWp,标称1MWp,极轴跟踪方式选择最佳倾角38°。240W多晶硅组件尺寸为1650×990。每台跟踪器安装组件20块，共需要跟踪器数量208台。240W组件组成组串的方式为20块串联。选择极轴跟踪方式，利用的太阳资源效率如下：月一月二月三月五月六月七月八月九月十月每日的太阳辐射-水平线度/平方米/日每日的太阳辐射-倾斜的度/平方米/日十一月0.811.69十二月0.491.12极轴跟踪器实物图如下：宜玉色要星守要古带罗要罗罗要于宜玉色要星守要古带罗要罗罗要于带星罩色要雯母声玉要声贸贸一色置金通嚼要罩穿罩贾色鱼鱼声等声争是生智要見母罪要盘智盘悬声要管罩罩置罩盘威安置黄盘罩贸置鱼更盘金带生垂等等军等盘罗盘盘穿盘盘生金金通要置安罗安要病思患雯要盘带金审罩安威安罩金安罩雷黄窜盘雷安甲零要威安金带安罗要金等要要重通鱼蛋要金金鱼垂罗罗罩鱼要蛋金罩垂金直金罩金军罩雪罩军要空冒通零学零带学零零急零罩立零垂总占地面积276×369=101844m²。4)方位角跟踪方式4)方位角跟踪方式项目光伏场地在荷兰LceuwardenRnlafb,北纬53°12′,东经5°