太阳能光伏阵列之间的间距怎么计算
原则是
冬至日当天 9:00 至 15:00,光伏阵列不会相互遮挡,一般按以下方式确定最小间距。首先按式(1)和式(2)计算出太阳高度角α和方位角β[3]。
sinα = sinφ sinδ + cosφ cosδ cosω (1)
sinβ = cosδ sinω/cosα(2)
式中:φ为纬度,δ为太阳赤纬角,冬至日为-23.5°;ω为时角,9:00 时角为 45°。然后由式(3)确定阵列间距:
D=cosβ×H/tan(α) (3)
式中:D为阵列间距;H 为阵列高度,阵列高度为:H =组件长度×sin(最佳倾角)
光伏组件最高点距离铺设平面的高度不得高于2.8米或不高于建筑物最高平面1米(特指具有楼梯间的居民楼)。
武汉屋顶分布式光伏发电设施建设要求建筑物顶部建设分布式光伏发电设施的设计方案应符合以下要求:
1、根据国家能源局《分布式光伏发电项目管理暂行办法》第十六条、第十七条之规定,分布式光伏发电项目所依托的建筑物及设施应具有合法性,利益相关人无异议;
2、项目设计时必须综合考虑防水、防火、防雷、屋顶荷载及日照影响等因素;
3、屋顶安装的光伏板从屋面平台起算其高度不应超过1.8米,覆盖范围不得超越建筑物主体结构轮廓线;对于超出既有建筑墙高度的光伏板应开展隐蔽设计,确保立面的协调性。
如果等加范围时间,将会增加方阵倾斜角度,从占地面积以及阵列支架尺寸上来说是不划算的。
8点-9点和3点-4点这个区间来说,增加阵列倾斜角度,对光伏系统总发电量来说,影响不大。大约能提高1%左右。
阵列支架升高,造成前后排阵列间距的增加,会浪费相当大的土地面积。
阵列支架升高,同时会造成钢材使用量的增加。
考虑整体投资收益,不建议将阵列倾角抬高,可适当根据当地气象数据,降低阵列倾角。
降低阵列倾角可增加散射光的辐射量,减少支架钢材使用量,以及减少了土地使用量。
计算公式
D=cosA×H / tan[arcsinsin∅sinδ+cos∅cosδcosω]
D为 遮挡物间距
A为太阳方位角
∅为纬度(在北半球为正、在南半球为负)deg
δ为赤纬角-23。27”
H为方阵上下高边差
ω为时角
光伏支架,两个支架左右间距一般2.5米—3米,前后排之间距离一般为前排支架(支架安装完后)最高点在上午九点—下午三点阴影遮挡的长度。
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。硅原子有4个外层电子。
如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后,空穴由P极区往N极区移动,电子由N极区向P极区移动,形成电流。
固定式支架没有明确的规定,一般为了方便安装施,会取组件最低点离地0.5米,理论上可以更低。GB50797-2012光伏发电站设计规范内6.7.3点有提到跟踪系统内组件最低点离地不宜低于0.3米。
由于中国在北半球,太阳能板安装的方位是朝向正南方向,倾斜40~45度。这样,可以在一整天中获得充足的阳光照射。
安装太阳板时最好选择开阔地方,城市中要注意经常清扫上面的灰尘或积雪。
光伏方阵前后间距的优化设计,应综合考虑土地费用、发电量损失等因素,选择折中的数值。可以通过经验公式或者利用专业设计软件模拟方阵间距。
如上图所示:计算当太阳电池子阵前后安装时的最小间距D。
一般确定原则:冬至当天早9:00至下午3:00 太阳电池方阵不应被遮挡。
利用公式计算过程如下:
太阳高度角的公式:sina= sinfsind+cosfcosdcosw
太阳方位角的公式:sinβ= cosdsinw/cosa
式中:f为当地纬度;
d为太阳赤纬,冬至日的太阳赤纬为-23.5度;
w为时角,上午9:00的时角为45度。
D= cosβ×L,L= H/tana,a= arcsin (sinfsind+cosfcosdcosw)