光伏电站太阳能电池阵列间距的计算
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光伏电站太阳能电池阵列间距的计算
摘要： 用两种方法探讨了太阳能光伏电站设计中的太阳电池阵列间距 的计算方式。分析表明，当阵列高度一定时，后排电池阵列上不出现 前排电池阵列的阴影的最小距离与太阳高度角密切相关。最后，导出 了可供光伏电站设计参考的理论计算式。 0 引言 在太阳能光伏电站设计中，电池阵列的布置非常重要。阵列间的距离 对电站的输出功率和转换功率有较大的影响，如安装不妥，后排的太 阳能光被前排的遮挡。与阵列间距密切相关的是太阳高角度，因此本 文中提出了两种计算太阳高角度的方法，并对结果进行比较。 1 太阳高角度 太阳能电池阵列安装见图 1 所示， 图中物理量在下文中进行说 明。 太阳高度角是指对于地球上的某个地点太阳光的入射方向和地平面 之间的夹角。 太阳高度角是决定地球表面获得太阳热能多少的最重要 因素。 1.1 影子倍率法计算太阳高度角 L 的 木 杆 ， 其
由公式（8）可知，太阳高度角 h 越小，其投影距离 L 越大。所
以设计采用最小的入射角即冬至日太阳高度角进行阵列间距的计算 可以满足要求。 3.各维度下电池阵列间距 根据上述两种计算方法，计算电池阵列的间距，结果见表 1、表 2.
从表 1 和表 2 可以看出，随着纬度的升高，而太阳高度角逐渐减小， 阵列间距应该逐渐增大。 4.结论 电池阵列是光伏发电系统的核心部件，电池阵列最佳倾角、阵 列间距设计的优劣，对光伏发电性能有着重要的影响。本文通过两种 不同的方法，对太阳能电池阵列的间距进行计算，认为两种方法都可 以应用于实践。 参考文献： [1] 日本太阳光发电协会.太阳能光伏发电系统的设计与施工[M].北
阵列的影子长度因安装场所的纬度、季节、时间不同而异，如果 在影子最长的冬至，从午前 9：00 至午后 15:00，影子对阵列没有影 响，说明太阳电池输出功率不受影响。通过“冬至太阳位置图⑵”可 以知道这段时间内的太阳高度角 h 和方位角α 。 1.2 根据函数计算太阳能高度角 根据球面三角函数分析认为太阳高度与观测者的地理纬度、 太阳 赤纬和方位角有着一定关系，它们之间的关系式为： sinh=sinφ •sinδ +cosφ •cosδ •cosα 式中：φ ▬▬当地纬度角； （2）
δ ▬▬当地赤纬角； 一年中地第 n 天的赤纬角δ 按如下公式计算： δ =23.45•sin( 360 • 284+n ) 365 (3)
式（2）(3)中，若已知某点的地理位置，日期和时刻，就可以算出当 地当时的太阳高度角。 正午时，太阳方位角为零，则 cosα =1，式（2）变为 Sinh= sinφ •sinδ +cosδ cosδ = cos（φ －δ ）=sin[90°－(φ －δ )] 得出计算太阳高度角的基本公式： h=90°－(φ －δ ) 2.阵列间距的计算 2.1 利用 1.1 中方法计算间距由图 1 及公式（1）可以得出： Ls=L•ctgh •cosα h 与α 根据当地纬度可以查出，Ls 即可求出。 2.2 利用 1.2 中方法计算间距 由图 1 可以知道太阳高度角与电池阵列之间的关系， 由几何图形 分析可得： L－e Ls = tgh = tg [90°－(φ －δ )] L = （L－e） •ctgh = （L－e） •ctg[90°－(φ －δ )] （8） （7） （6） （5） (4)
京：科学出版社，2004. [2]伊藤克三.日照关系图标的读图与使用方法[M]、欧姆社，1979. [3] 杨金换，固定式光伏方阵最佳倾角的分析 [J]. 太阳能学报， 1992,13 4） ：86-92.
一 般 在 水 平 面 垂 直 竖 立 的 高 为
南北方向影子的长度为 Ls，太阳的高度角为 h，方位角为α ，那么影 子的倍率 R 可由下式表示 Ls R = L =ctgh • cosα 式中：R ▬▬ 影子倍率； L ▬▬阵列高度；
[1]：
wk.baidu.com（1）
Ls ▬▬影子长度； h α ▬▬太阳高角度； ▬▬太阳方位角。
摘要： 用两种方法探讨了太阳能光伏电站设计中的太阳电池阵列间距 的计算方式。分析表明，当阵列高度一定时，后排电池阵列上不出现 前排电池阵列的阴影的最小距离与太阳高度角密切相关。最后，导出 了可供光伏电站设计参考的理论计算式。 0 引言 在太阳能光伏电站设计中，电池阵列的布置非常重要。阵列间的距离 对电站的输出功率和转换功率有较大的影响，如安装不妥，后排的太 阳能光被前排的遮挡。与阵列间距密切相关的是太阳高角度，因此本 文中提出了两种计算太阳高角度的方法，并对结果进行比较。 1 太阳高角度 太阳能电池阵列安装见图 1 所示， 图中物理量在下文中进行说 明。 太阳高度角是指对于地球上的某个地点太阳光的入射方向和地平面 之间的夹角。 太阳高度角是决定地球表面获得太阳热能多少的最重要 因素。 1.1 影子倍率法计算太阳高度角 L 的 木 杆 ， 其
由公式（8）可知，太阳高度角 h 越小，其投影距离 L 越大。所
以设计采用最小的入射角即冬至日太阳高度角进行阵列间距的计算 可以满足要求。 3.各维度下电池阵列间距 根据上述两种计算方法，计算电池阵列的间距，结果见表 1、表 2.
从表 1 和表 2 可以看出，随着纬度的升高，而太阳高度角逐渐减小， 阵列间距应该逐渐增大。 4.结论 电池阵列是光伏发电系统的核心部件，电池阵列最佳倾角、阵 列间距设计的优劣，对光伏发电性能有着重要的影响。本文通过两种 不同的方法，对太阳能电池阵列的间距进行计算，认为两种方法都可 以应用于实践。 参考文献： [1] 日本太阳光发电协会.太阳能光伏发电系统的设计与施工[M].北
阵列的影子长度因安装场所的纬度、季节、时间不同而异，如果 在影子最长的冬至，从午前 9：00 至午后 15:00，影子对阵列没有影 响，说明太阳电池输出功率不受影响。通过“冬至太阳位置图⑵”可 以知道这段时间内的太阳高度角 h 和方位角α 。 1.2 根据函数计算太阳能高度角 根据球面三角函数分析认为太阳高度与观测者的地理纬度、 太阳 赤纬和方位角有着一定关系，它们之间的关系式为： sinh=sinφ •sinδ +cosφ •cosδ •cosα 式中：φ ▬▬当地纬度角； （2）
δ ▬▬当地赤纬角； 一年中地第 n 天的赤纬角δ 按如下公式计算： δ =23.45•sin( 360 • 284+n ) 365 (3)
式（2）(3)中，若已知某点的地理位置，日期和时刻，就可以算出当 地当时的太阳高度角。 正午时，太阳方位角为零，则 cosα =1，式（2）变为 Sinh= sinφ •sinδ +cosδ cosδ = cos（φ －δ ）=sin[90°－(φ －δ )] 得出计算太阳高度角的基本公式： h=90°－(φ －δ ) 2.阵列间距的计算 2.1 利用 1.1 中方法计算间距由图 1 及公式（1）可以得出： Ls=L•ctgh •cosα h 与α 根据当地纬度可以查出，Ls 即可求出。 2.2 利用 1.2 中方法计算间距 由图 1 可以知道太阳高度角与电池阵列之间的关系， 由几何图形 分析可得： L－e Ls = tgh = tg [90°－(φ －δ )] L = （L－e） •ctgh = （L－e） •ctg[90°－(φ －δ )] （8） （7） （6） （5） (4)
京：科学出版社，2004. [2]伊藤克三.日照关系图标的读图与使用方法[M]、欧姆社，1979. [3] 杨金换，固定式光伏方阵最佳倾角的分析 [J]. 太阳能学报， 1992,13 4） ：86-92.
一 般 在 水 平 面 垂 直 竖 立 的 高 为
南北方向影子的长度为 Ls，太阳的高度角为 h，方位角为α ，那么影 子的倍率 R 可由下式表示 Ls R = L =ctgh • cosα 式中：R ▬▬ 影子倍率； L ▬▬阵列高度；
[1]：
wk.baidu.com（1）
Ls ▬▬影子长度； h α ▬▬太阳高角度； ▬▬太阳方位角。