山地光伏阵列布置方法和排间距计算

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.20005

摘要/Abstract

摘要：

近年来山地光伏项目越来越多，为选择适合山地光伏电站的光伏阵列布置方法，基于数学建模的方法，建立了太阳光线、坡面和光伏组件的几何模型，推导出任意坡度和坡面方位角下使用随坡倾角布置和正南倾角布置的光伏阵列理论排间距计算方法，并通过设置判定条件使排间距的计算更加完善。对不同纬度、坡度、坡面方位角下的排间距进行分析，总结并对比了2种布置方法下排间距的变化规律和特点，为设计人员对光伏电站中光伏组件布置优化提供方向和理论基础。

关键词: 山地光伏电站, 随坡倾角布置, 正南倾角布置, 光伏阵列排间距

Abstract:

In recent years, there are more and more mountain photovoltaic projects. In order to select a suitable photovoltaic array layout method for mountain photovoltaic power stations, based on mathematical modeling, the geometric model of solar rays, slopes, and photovoltaic modules was established, the calculation methods for the theoretical row pitch of photovoltaic arrays at random slopes and azimuths were derived by using slope's azimuth-tilt layout and south-tilt layout, and the calculation of row pitch was more perfect by setting the judging conditions. By analyzing the results of row pitch under different latitudes, slopes, and azimuths on the slope surface, the rules and characteristics of the row pitch under the two layout methods were summarized and compared, which provided a direction and theoretical basis for designers to optimize the photovoltaic module layout in photovoltaic power stations.

Key words: mountain photovoltaic power station, slope's azimuth-tilt layout, south-tilt layout, row pitch of photovoltaic array

中图分类号:

TK 51

罗耿. 山地光伏阵列布置方法和排间距计算[J]. 发电技术, 2022, 43(2): 320-327.

Geng LUO. Layout Method and Row Pitch Calculation for Mountain Photovoltaic Array[J]. Power Generation Technology, 2022, 43(2): 320-327.

图/表 11

图1 太阳光线数学模型

Fig. 1 Mathematical model of solar rays

图2 光伏组件和坡面初始正南朝向示意图

Fig. 2 Initial south-facing orientation of photovoltaic module and slope

图3 随坡倾角布置下光伏组件和坡面数学模型

Fig. 3 Mathematical model of photovoltaic module and slope under slope's azimuth-tilt layout

图4 正南倾角布置下光伏组件和坡面数学模型

Fig. 4 Mathematical model of photovoltaic module and slope under south-tilt layout

图5 不同纬度、坡度下排间距随坡面方位角的变化曲线(随坡倾角布置)

Fig. 5 Variation curves of row pitch with slope azimuth at different latitudes and slopes (slope's azimuth-tilt layout)

表1 方位角对峰值日照时数的影响

Tab. 1 Effect of azimuth on peak sunshine hours

方位角/(°)	峰值日照时数	变化率/%
0	1 597	0
10	1 593	-0.3
20	1 580	-1.1
30	1 559	-2.4
40	1 529	-4.3
50	1 492	-6.6
60	1 450	-9.2
70	1 402	-12.2
80	1 349	-15.5
90	1 292	-19.1

图6 中低纬度、不同坡度下排间距随坡面方位角的变化曲线

Fig. 6 Variation curves of row pitch with slope azimuth at low and middle latitudes and different slopes

图7 高纬度、不同坡度下排间距随坡面方位角的变化曲线

Fig. 7 Variation curves of row pitch with slope azimuth at high latitudes and different slopes

图8 不同纬度、坡度下排间距随坡面方位角的变化曲线(正南倾角布置)

Fig. 8 Variation curves of row pitch with slope azimuth at different latitudes and slope (south-tilt layout)

图9 同纬度下2种布置方法的排间距变化曲线对比

Fig. 9 Comparison of variation curves of row pitch of two layout methods at the same latitude

表2 正南倾角布置比随坡倾角布置排间距大5%对应的方位角

Tab. 2 Azimuth corresponding to the row pitch at slope's azimuth-tilt layout is 5% greater than at south-tilt layout

纬度/(°)	坡度/(°)	组件倾角/(°)	方位角/(°)
20	20	38	12
20	10	38	37
35	20	38	8
35	10	38	23
50	20	38	5
50	10	38	8

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