技术产品与工 程 光伏方阵占地数学模型和计算实例(下) 国家发改委能源研究所 ■ 王斯成 4.4 斜单轴跟踪单位kW 占地计算 12:00的太阳时角为零 )。 东西向方阵间距为 4.586 m，主轴上方阵间 距 (即南北向间距 )为 3.064 m，得到方阵净占 地 14.05 m2。 4) 当然，太阳高度角和太阳方位角也相应采 用冬至日 8:00太阳时。 5) 光伏组件冬至日在主轴上的倾角为当地纬 度 +23.45°，此时方阵在主轴上的间距最大。 6) 赤道坐标双轴太阳跟踪器适合于任何纬度 地区，不存在冬季余弦损失太大的问题。 7) 对于赤道坐标跟踪系统，由于东西向间距 是占地的主要因素 (固定方阵不必考虑东西向间 距 )，而东西向间距不但受季节影响，还受所设 定的不遮挡时间影响，不遮挡的时间越长，则占 地越大，需综合考虑占地和发电量的最优配比。 5.2 东西向间距计算 方阵一共 2块组件，总功率 510 W ，单位 kW净占地 27.55 m；考虑到组件间隔、方阵间 2 道路、逆变器机房占地等，约需 10%的余量， 得到光伏方阵单位 kW合理占地 30.305 m2。 这里占地未考虑中控室、变电站、围栏、仓 库和生活区占地。 5 赤道坐标双轴跟踪方阵 占地计算 5.1 要点 1) 双轴太阳跟踪器的光伏方阵在主轴上始终 跟踪太阳赤纬角，方阵东西向跟踪太阳时角，不 但需考虑东西向方阵间距，还要考虑光伏方阵之 间在主轴上的间距。计算占地时，则仅考虑方阵 冬至日倾斜最大倾角 (即阴影最长 )时的情况。 2) 方阵运行方式：聚光光伏方阵一般采用双 轴跟踪器，聚光光伏需随时准确跟踪太阳，为了 最大限度提高发电量，要求提前 1 h(冬至日 8:00， 而不是 9:00)对准太阳，且东西向互相不遮挡。 方阵主轴东西向跟踪太阳时角，方阵最大向东倾 角 60°。当太阳时角大于方阵向东最大倾角时， 方阵采用“反向跟踪”；当太阳时角达到最大倾 角 60°时，方阵开始随太阳时角旋转，有 A=ω， 冬至日 8:00时，所有纬度 (北纬 18°～ 50° )情况 下均已有 A=ω，即 A=60°。 尽管光伏方阵在主轴上有倾角，但东西向间 距计算方法仍与水平轴跟踪一致。 方阵间距图如图 4所示。太阳电池方阵东西 向间距 D=D1+D2=KcosA+KsinAcosβ/tanα。 计算实例：青海格尔木纬度 φ=36.25°，求太 阳电池方阵东西向间距。 天合 255 W组件：长 1.685 m，宽 0.997 m； 组件效率：15.18%； 组件安装：东西向并排安装 2块组件，东西 向宽度 K=1.994 m； 向东倾角 A=60°，8:00时，太阳高度角仅为 7.736°。 可得到：D1=0.997 m，D2=8.317 m，方阵东 西向间距 9.314 m。 5.3 南北向间距计算 3)方阵东西向间距以冬至日 8:00～ 16:00不 遮挡为准 (非北京时间，为当地太阳时，即正午 方阵南北向间距图如图 6所示。 由图 6可知，D1=LcosZ，D2=H/tanX，H=LsinZ， 23 SOLAR ENERGY 05/2015 技术产品与工 程 kW净占地 60.998 m；考虑到组件间隔、方阵间 2 H 道路、逆变器机房占地等，约需 10%的余量， 得到光伏方阵单位 kW合理占地 67.097 m2。 这里占地未考虑中控室、变电站、围栏、仓 库和生活区占地。 X 南 南 5.5 分析和结论 南 ①东 西向最大倾角 A=60°，主轴旋转跟踪时， A=ω； ②赤 道坐标双轴跟踪：光伏方阵在旋转轴上的最 1)显然，单位 kW占地超