山地光伏电站阵列朝向和倾角研究.pdfVIP

第38卷 第4期 华电技术 V01．38 No．4 2016年 4月 HuadianTechnology Apr．2016 山地光伏 电站阵列朝 向和倾角研究 陈建国，张金剑 (苏州中康电力开发有限公司，江苏 张家港 215600) 摘 要：通过数学几何模型对山地光伏阵列相对于水平面的方位角和倾角的计算公式进行了推导，通过与 PYsyst分析 结果对比验证了计算结果的精确性；探讨了其在 PVsyst软件山地光伏布置、SketchUp软件阵列布置和山地光伏阵列斜 面太阳辐射分析等方面的用途。 关键词：光伏阵列；山地光伏 ；阵列方位角 ；阵列倾角 ；PVsyst软件；SketchUp软件 中图分类号 ：TM615 文献标志码：A 文章编号：1674—1951(2016)04—0063—05 山地光伏布置上的应用以及通过实例对比了阵列不 0 引言 同方位角和倾角的斜面太阳辐射值，可为山地光伏 近几年来，国内光伏市场蓬勃发展，装机容量逐 阵列太阳资源分析提供参考。 年增加，根据国家战略规划，到2020年预计全国总 1 正西向坡面阵列倾角和方位角计算 装机规模将达到 150GW。目前，国内大型地面光伏 电站主要建设在场址地势较为平坦的地区，如戈壁、 图1为正西向坡面阵列南向布置示意图，将此 滩涂、盐碱地、荒漠等，但是 日照较好、地势平坦、建 图化简可得到图2所示的立体几何数学模型，其中 设条件较好的土地资源是非常有限的，所以光伏 电 坡面为平面ABFE，坡面正西朝向，坡角已知，设为 站建设的目光也逐渐投向山地、丘陵等地带，由于山 。 平面AEHG为光伏阵列平面，假设方阵的纵向长 地地势复杂，场地坡度陡峭，且大面积场平造价很 度为 (在图2中用线段HE表示)，阵列朝南布置， 高，所以一般因地制宜、简单处理、顺坡安装。由于 阵列相对于坡面的倾角已知，设为 ，将阵列平面沿 山地朝向不一致 ，需要一种可靠、经济、易实施的山 纵向延长，可与水平面相交，假设交线为AQ。过 c点 地光伏电站布置方法来分析阵列在不同朝向和倾角 作垂线 CN上AQ，由于EC上AQ，那么AQ上平面 下的太阳辐射资源，相关文献仅对山地坡面的光伏 ECN，因此EN上AQ，根据两面角定义，AENC为两 阵列前后间距进行了研究 J，而未对基于太阳辐 面角E—AQ—C的平面角，也就是阵列相对于水平 照资源条件下的阵列布置进行分析。通常情况下 ， 面的倾角，再延长DC交AQ于P点，LNCP为阵列 光伏阵列在平整的场地上布置时，其倾角为阵列和 相对于水平面的方位角。 水平面的夹角，方位角为阵列向阳面的法线在水平 面上的投影与正南方 向的夹角，确定阵列的朝 向和 倾角后 ，阵列斜面的太阳辐射即可通过相关软件或 计算公式来确定，但是在山坡上进行布置且阵列与 坡面形成一定夹角时，阵列相对于水平面的倾角和 方位角的计算会变得更加复杂，方阵斜面的太阳辐 射情况也难以分析。 本文首先以典型的正西坡面、阵列南向布置为 图1 正西向坡面阵列南向布置示意 例，通过复杂的数学几何模型推导出阵列相对于水 1．1 阵列相对于水平面的方位角_／NCP的计算 平面的方位角和倾角与坡面坡度及阵列对坡面夹角 从图2几何关系可得： 饱F= EPC，AC上 之间的数学关系，并推广到通用计算公式。文中将