光伏电站固定支架与可调支架占地面积对比

特变电工新疆新能源股份有限公司　■ 隋义刘伟

光伏电站固定支架与可调支架占地面积对比

特变电工新疆新能源股份有限公司■ 隋义*刘伟

通过光伏行业现行通用软件PVsyst计算出固定支架倾角和可调支架最大倾角；运用间距计算公式，计算出不遮挡情况下电池板支架单元最小前后间距；从而计算光伏固定支架和可调支架占地面积，进行对比研究。

光伏电站；固定支架；可调支架；占地面积

0　引言

随着光伏行业的发展，光伏电站的建设越来越多，为了使光伏电站获得更高的发电量，光伏支架采用可调倾角安装来提高发电量的方法在光伏发电中的应用越来越广泛。在安装光伏电池板过程中，为了使前排光伏支架不遮挡后排光伏支架，要在前后两排预留出足够的间距。伴随着可调支架的应用，可调支架角度增大时，光伏支架方阵前后两排的间距也要增加，随之其占地面积也会增加。本文通过在实际地点计算，得出可调支架方阵冬季最大倾角1 MWp单元占地面积与固定支架方阵全年最佳倾角1 MWp单元占地面积比值。为在工程设计时，考虑采用固定支架或可调支架方案的光伏电站与占地面积之间的关系提供参考。

1　原理分析

从日照原理分析，光伏支架方阵在和太阳的入射角成90°时，所获得的太阳辐射最大。因此，在安装光伏支架时，根据建设地点的不同，为获取最大的太阳辐射，光伏支架的安装倾角也要相应调整。当建设地点确定后，根据时间、季节等变化因素来改变光伏支架倾角。太阳入射角的变化一般在春分、夏至、秋分、冬至时节进行。本文通过软件PVsyst计算固定支架全年最佳倾角和可调支架最大倾角(一般在冬季)，再计算光伏支架方阵的前后排间距。

方阵间距图如图1所示。其中，α为太阳高度角；β为太阳方位角；φ为当地纬度；L为太阳射线在地面上的投影；H为前后光伏方阵高度；L′为前排太阳电池方阵长度；Z为光伏方阵倾角。

图1　方阵间距图

由图1可得：

2　各地1 MWp单元占地面积计算

由于光伏建设地点不同，为接收最高的辐射量，每一处建设地点设计的支架倾角也不同。本文拟选用三亚、广州、上海、济南、沈阳、哈尔滨、西安、兰州、西宁、拉萨、乌鲁木齐11个地点的经纬度进行计算，结果见表1。

表1　地点倾角、方阵间距计算表

通过PVsyst软件计算固定支架全年平均最佳倾角和可调支架全年可调最大倾角。结合图2可得出水平面的影长理论式(2)，并使用CAD软件进行分析，布置1 MWp标准单元图。

图2　水平面影长图

本文设计选用250 Wp多晶硅电池板，20个电池板一串，按一组支架安装40块电池板设计。1 MWp标准单元采用8×13布置，如图3所示。

图3　1 MWp标准单元图

1 MWp标准单元占地面积计算见表2，其中，A1为全年最佳倾角1 MWp标准单元占地面积；A2为冬季最佳倾角1 MWp标准单元占地面积。

表2　1 MWp标准单元占地面积计算表

由表2可知，可调支架方阵冬季最佳倾角1 MWp标准单元占地面积与固定支架方阵全年最佳倾角1 MWp标准单元占地面积的比值在1.11～1.21倍之间。

3　结论

本文将理论计算与实际设计相结合，计算出可调支架方阵冬季最佳倾角1 MWp标准单元占地面积与固定支架方阵全年最佳倾角1 MWp标准单元占地面积比值关系，希望本文得出的计算结果可以给工程设计提供参考。

2016-01-26

隋义(1988—)，男，本科，主要从事光伏系统设计与研究。649546199@qq.com

[1] 王斯成. 光伏方阵占地数学模型和计算实例(上)[J]. 太阳能, 2015, (4): 22-27.