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光伏电站的方阵前后间距有很多计算方法,现在也可以买到能在现场直接测算的仪器。但无论那种方法,其原理都是一样的。说一下我比较喜欢用的一种间距计算方法吧。 一、影响影子长度的因素 光伏方阵前后留有间距,其根本原因是避免阴影遮挡带来的发电量损失。因此,我们就要计算影子的长度。 影子的长度跟哪些因素有关系呢? 1)成影物体的高度H。这个不用解释,肯定H越大,影子越长。 2)项目地点(经度、纬度)。主要是纬度,纬度越大,影子越长。 3)不遮挡时间T。中午的影子长度和傍晚的差距很大,T越长,长度会成倍的增加。 4)地势情况。如果有南向的坡度,影子长度肯定会小;反之,北向坡度则需要增大影子长度。 二、阵列间距的计算 上图中: L为光伏组件组成的倾斜面长度,D1为倾斜面投影,D2为前排的影子长度,H为倾斜面的相对高度; a为太阳高度角,β为倾斜面角度。 如上图,前排到后排的间距由两部分组成D1和D2。 D1=L cosβ 在计算D2 时应注意,由于太阳光会偏东或偏西,图中的“太阳光线”实际为“阳光射线”的投影。不好理解?看一下三维图吧(为看起来清晰,将前后两个阵列抽象成两块板子)。 图中γ为太阳偏东或偏西产生的方位角。 ∵ H /S = tana ∴ S = H / tana ∵ S/D2 = cosγ ∴D2= S/ cosγ = (H cosγ)/ tana ∵ H = L sinβ ∴D2 = (L sinβcosγ)/ tana 因此, 那a、γ如何计算? 太阳高度角a计算: sinα=sinφsinδ+cosφcosδcosω 太阳方位角γ计算: cosγ=(sinαsinφ-sinδ)/ (cosαcosφ ) 其中,为当地纬度,δ太阳赤纬角,ω为时角。 1)太阳赤纬角δ 从天赤道沿着天体的时圈至天体的角度称为该天体的赤纬。以天赤道为赤纬0°,向北为正,向南为负,分别从0°到90°。日赤纬的变化范围在-23°27'~+23°27'之间。 δ(deg)=[0.006918-0.399912cos(b)+0.070257sin(b)-0.006758cos(2b)+0.000907sin(2b)-0.002697cos(3b)+0.00148sin(3b)](180/pi) pi=3.1415926为圆周率;b(deg)=2*pi*(N-1)/365,单位为度(deg); 但一般计算时用下面这个简化公式。 sinδ=0.39795cos[0.98563(N-173)] 2)时角ω 在地球上,同一时刻,对同一经纬度的人来说,太阳对应的时角是相同的。单位时间地球自转的角度定义为时角ω,规定正午时角为0,上午时角为负值,下午时角为正值。地球自转一周360度,对应的时间为24小时,即每小时相应的时角为15度。 计算公式:ω=15×(ST-12) 其中ST为太阳时。 如果我们选择真太阳时9点~12点(6小时不遮挡),则ω为45°;而在一些日照时间长的地区,可以根据实际的观测数据,将不遮挡时间增加为7小时,则ω为60°。 三、冬至日阵列间距的计算 冬至日太阳直射南回归线,是太阳离我们最远的一天。这天,北半球全年中白天最短、夜晚最长的一天。因此,是北半球影子长度最长的一天。 用软件对同一遮挡物的影子长度进行计算,结果如下图所示。 从上图可以看出,冬至日的影子长度是最长的。因此,在工程中,常用冬至日的参数来计算太阳赤纬角δ,计算阵列间距。 D2 = (L sinβcosγ)/ tana 这个公式,如果按冬至日条件考虑:δ= -23.45°,6小时不遮挡ω=45°, 则上述公式可以简化为: 但我更喜欢用下面这套相对较原始的公式进行计算,我可以根据项目的实际情况,对参数进行一些调整。 公式1: 公式2:sinα=sinφsinδ+cosφcosδcosω 公式3:cosγ=(sinαsinφ-sinδ)/(cosαcosφ ) 公式4:sinδ=0.39795cos[0.98563(N-173)] |