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1、浅谈光伏电站的设计K一般平整场地的间距设计一般的确定原则是:冬至日09:0015:00(本文中的时间均为当地真太阳时)的时间段内，光伏阵列不应被遮挡。定式布置的光伏阵列布局，冬至日09:0015:00,不被遮挡的间距D可由以下公式计算:D=Lcos,(1)L=h/tan,(2)=arcsin(sinsin+coscoscos),(3)=arcsin(cossin/cos),(4)h=lsin,(5)式中:为太阳高度角;为太阳方位角;D为遮挡物与阵列的间距;h为前排阵列最高端与后排阵列最低端的高度差;为当地纬度;为太阳赤纬角;为
2、时角;为组件倾角;I为前排光伏组件斜面长度;L为阳光射线在地面上的投影。首先计算冬至日09:00时的太阳高度角和太阳方位角。冬至日为-23.45,09:00时的为・45,因此=arcsin(0.648cos-0.399sin),(6)=arcsin(-0.648/cos)o(7)以上公式计算的D是前排阵列后端与后排阵列前端的水平间距，而前后阵列的中心距需要加上组件斜面长度在地面的投影，即D1=lcos+Do日照间距系数R=D/h=cos/tan[5-6],计算09:00时不同纬度的棒影长度L(假设垂直立于水平地面的木棒，棒高h
3、1=1m)及日照间距系数R,见表1。通过表1可迅速查找某地09:00时的日照间距系数并估算光伏阵列的间距，通过式(1)、式(2)也可计算某地09:00时太阳的高度角和方位角。2、正北坡平整场地的间距设计正北坡场地地势由南向北均匀缓慢降低，且东西向为同一等高线，常见于坐北朝南的民用建筑物或厂房的屋面。某屋顶电站阵列安装示意图。某屋顶电站光伏阵列布局示意图屋面坡度系数i为屋面最低点与最高点的高度差(相对于水平面)与最低点与最高点之间水平距离之比。建设在屋面上的光伏阵列，前排阵列后端与后排阵列前端的高度差应为h二lsin+(D+lc
4、os)i,(8)代入阵列间距计算公式，整理得D=(lsin+ilcos)R1-iRo(9)已建设完毕的建筑物或厂房屋面，在设计与建设期间未考虑日后安装屋面光伏系统，因此，坡度屋面倾角就与当地并网或离网光伏系统组件最佳倾角不一致。对于这类屋顶场地，南坡屋面适宜采用最佳倾角安装，而北坡仅适合将组件水平安装或小倾角安装，如果北坡坡度较大，则可利用的面积极少，安装组件数量有限，甚至会因支架钢材用量较大而不适合安装光伏组件。3、斜北坡平整场地的间距设计如果建筑物并不是朝向正南，而是偏东或偏西，即屋面的屋脊并不是正东西方向，有一定的方位角
5、。对于此类建筑物，光伏阵列间距需进一步优化。光伏阵列间距的计算，应结合建筑物方位角0(即墙面法线与正南向形成建筑物方位角)和当地09:00的太阳方位角(若建筑物方位为南偏西，则用15:00的太阳方位角计算)，则组件实际方位角为=-0,(10)结合建筑物方位角的日照间距系数[7]R=D/h=cos(-0)/tan,(")然后再结合含有屋面坡度的公式(9)计算阵列间距DD=(lsin+ilcos)cos(-0)/tan1-icos(-0)/tano(12)以铁岭市某公司的厂房建筑群为例，该建筑群因道路规划及建筑规划的需要，均偏东2
6、8，即建筑物方位角为・28,屋面坡度匸6%。由于屋顶目标装机容量较大，北坡光伏组件的安装倾角设计为0,组件纵向双排排列，斜面长度为3320mm。经计算，前后阵列间距D为881mm(若建筑物方位角0=0,则D二676mm)。由此可见，光伏阵列方位偏东或偏西时，比光伏阵列朝向正南时的间距大。为使建筑物美观或适应场地环境，在路边、墙边、屋顶等场所建设的太阳能光伏系统，组件往往不能朝向正南，对于此类光伏阵列，若场地面积有限、组件的方位角角度大，则组件的倾角不宜过大，否则阵列的间距会增大许多。而组件小倾角安装带来的另一个问题是积雪、灰尘
7、等不易滑落和自清洁，所以倾角大小需要进一步考虑当地降雪、降水及空气中灰尘浓度等环境问题。由于屋面面积有限，应对组件倾角、间距、安装容量、组件斜面辐射量及发电效益等多参数进行优化，争取达到既降低支架成本、又能增加装机容量和年发电量的目的。4、斜北坡不平整场地的间距设计未开发过的自然场地越大，则越难保证地势平坦，并且坡向有可能朝向北方。对于此类土地，将朝向北的自然坡处理为平整地面，土方量极大，土地平整的费用将超过支架及桩基等基础成本，经济方面几乎不现实，最佳方案往往是因地制宜、简单处理、随坡安装。宁夏中卫市某20MW光伏电站占地7
8、0hm2,场地南面2km处为山丘，场地地势为南高北低、西高东低，南北坡度为1.5%~2.4%，东西坡度为0.6%~1.7%，局部起伏较大。经估算，该工程一期场地分区域平整达到较为理想场地的土方平衡成本极高，且分区域之间易形成2m以上的高度差。该场地建设过程中，为最大化利用自然
