四、赤道坐标斜单轴跟踪方阵占地计算
(一)计算要点
1.斜单轴太阳跟踪器的光伏方阵在主轴上向南倾斜纬度角,方阵东西向跟踪太阳时角,不但需要考虑东西向方阵间距,还要考虑光伏方阵之间在主轴上的间距;
2.方阵运行方式:主轴东西向跟踪太阳时角,方阵最大向东倾角60度。当太阳时角大于方阵向东最大倾角时,方阵采用“反向跟踪”;当太阳时角达到最大倾角60度时,方阵开始随太阳时角旋转,有:A=ω,冬至日上午9:00时,所有纬度情况下均已经有A=ω,即A=45度;
3.方阵东西向间距以冬至日上午9:00到下午3:00不遮挡为准(不是北京时间,是当地太阳时,既正午12:00的太阳时角为零);
4.光伏组件倾斜纬度角安装在方阵主轴上,需要计算合理间距;
5.斜单轴太阳跟踪器适合于任何纬度地区,不存在冬季余弦损失太大的问题;
6.春分/秋分时节,日出时间为早上6:00,如果提前到上午8:00以后不遮挡,方阵向东倾角也相应调整到60度,则占地面积要比冬至日上午9:00要大27%。因此,对于赤道坐标跟踪系统,由于东西向间距是占地的主要因素(固定方阵不必考虑东西向间距),而东西向间距不但受季节影响,还受所设定的不遮挡时间影响,不遮挡的时间越长,则占地越大,需要综合考虑占地和发电量的最优配比。
(二)东西向间距计算:
尽管光伏方阵在主轴上有倾角,但东西向间距计算方法仍然与水平轴跟踪一致。
方阵间距图示如下:
计算实例5:
计算太阳电池方阵东西向间距D,可以从下面几个公式求得:
D2=L′cosβ'β'=90-β
L′=H/tanαH=KsinA
D2=L′cosβ'=Hcosβ'/tanα
D1=KcosA
D=D1+D2=KcosA+KsinAcosβ'/tanα
青海格尔木纬度φ=36.25度,求太阳电池方阵东西向间距:
天合255瓦组件:长1.685米,宽0.997米,组件效率:15.18%
组件安装:东西向并排安装2块组件,东西向宽度K=1.994米,向东倾角45度;
得到:D1=1.410米,D2=3.176米,方阵东西向间距4.586米。
(三)南北向间距计算:
方阵南北向间距图示如下:
计算太阳电池方阵主轴上间距D,可以从下面几个公式求得:
D=D1+D2
D1=LcosZ
D2=H/tanxH=LsinZ
X=90-φ-23.45
D=D1+D2=LcosZ+LsinZ/tan(90-φ-23.45)
计算实例6:
青海格尔木纬度φ=36.25度,求太阳电池方阵在主轴上的间距:
天合255瓦组件:长1.685米,宽0.997米,组件效率:15.18%
组件安装:东西向并排2块组件,倾纬度角(Z=φ=36.25度)安装在主轴上L′=1.685米;X=30.3度
得到:D1=1.359米,D2=1.705米,方阵南北向间距3.064米。