上表条件:1)光伏组件效率14%;2)地平坐标双轴跟踪系统;
3)冬至日上午9点不遮挡。
前后排阴影长度D=D1+D2=(H×cosZ)+(H×sinZ)/tan
最长阴影长度时的南北间距DYSN=D×cos
最长阴影长度时的东西和南北间距DYEW=D×sin
最长阴影平移南北间距DPSN=D/cosβ
最长阴影平移东西间距DPEW=D/sinβ
H为前排方阵高度。
方阵南北向错开间距CCSN=K/tanβ
方阵东西向错开间距CCEW=Ktanβ
方阵南北向轴间距CZSN=CCSN/cosβ
方阵东西向轴间距CZEW=CCEW/sinβ
K为方阵宽度。
β为太阳方位角
为太阳赤纬,冬至日的太阳赤纬为-23.45度;
为时角,上午9:00的时角为45度。
从上图可以看出:
1.以上午9:00阴影长度做矩形,得到最长阴影长度时的东西和南北间距DYEW和DYSN;
2.图2:当方阵最大错开轴间距DZEW和DZSN均小于DYEW和DYSN时,以DYEW和DYSN作为方阵轴间距;
3.图3:当方阵DZEW小于DYEW,而DZSN大于DYSN时,则南北向轴间距以DZSN为准,东西向轴间距以DYEW为准;
4.图4:当方阵DZEW大于DYEW,而DZSN小于DYSN时,则南北向轴间距以DYSN为准,东西向轴间距以DZEW为准;
5.图5-1:当方阵错开间距DZEW和DZSN均大于DYEW和DYSN时,以DZEW和DZSN作为方阵轴间距;
6.图5-2:当方阵错开间距DZEW和DZSN均远大于DYEW和DYSN时,将最长阴影平移找到相应方阵轴间距,这种情况的方阵宽度要远大于长度,因此最小东西间距和最小南北间距均不得小于方阵宽度,否则左右方阵平行时会相互碰撞。
(二)计算实例9:
地点:北京纬度:39.8度
天合255瓦组件:长1.685米,宽0.997米,组件效率:15.18%
组件安装:纵向5块组件横排,长度L=4.985米;横向4块,宽度K=6.74米
方阵总功率:5.1kW
方阵倾角:早9:00时倾角45度
得到:D1=3.525米,D2=14.031米,方阵上午9:00阴影长度17.556米;
方阵宽度最长阴影长度时的南北间距DYSN=13.051米
方阵宽度最长阴影长度时的东西间距DYEW=11.742米
南北向最大错开轴间距(时角-28.7度)DZSN=14.252米(大于DYSN)
东西向最大错开轴间距(初始错开轴间距)DYEW=9.067米(小于DYEW)
方阵占地=DZSNDYEW=14.252米11.742米=167.353平方米
得到方阵净占地167.353平方米。
方阵总功率5.1kW,单位kW净占地:32.814平方米,考虑到组件间隔、方阵间道路、逆变器机房占地等,需要有大约30%的余量,得到光伏方阵单位kW合理占地:42.6582平方米。
另:变电站及运行管理中心用地、集电线路用地、交通工程用地规模(计算略)
北京实例间距计算结果图示: