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关于光伏电站远阴影,你需要知道的几件事

作者:小编    发布时间:2020-12-29 22:17:51    浏览量:

一、远阴影与近阴影的区别

光伏电站的阴影可以分为远阴影和近阴影,近阴影是指遮挡物距场区距离较近,在某段时间内场区局部被遮挡。远阴影是指遮挡物与场区距离较远,一般是场区尺寸的10倍以上,远阴影遮挡体一般尺寸较大,比如城市高楼,远处山脉等。当光伏电站发生远阴影遮挡时,整个场区都会被一定程度遮挡,也就是说如果高大建筑对厂区产生远阴影,整个场区有两种状态,要么全部被遮挡,要么全部都不被遮挡,不会存在场区局部遮挡局部不遮挡这种情况。

从设计施工的角度,近阴影会影响电站的布局,影响组件排布,因此影响整个系统设计,按照国标规定,光伏电站应在冬至日9:00-15:00避免发生近阴影遮挡,这要求电站需距遮挡物一定距离,这个距离可以通过软件模拟计算出来,也可以通过影子倍率大致估算。

而远阴影不会影响到电站布局,对设计的影响非常小,但远阴影会影响到阵列接受到的太阳辐照度,从而影响电站发电量和系统效率。

通常,相比远阴影,近阴影更受人们重视,这主要是因为一下两个原因:

1、近阴影对电站产生的影响一般比远阴影大。

2、近阴影会对工程的设计、采购、施工等各个环节产生影响,会对人们的决策产生影响,远阴影则不会,即便人们知道电站存在远阴影,也很难会有所行动进行改善。

二、如何计算远阴影

由于远阴影距厂区较远,在计算远阴影时我们通常是把远处遮挡物看做地平线的一部分,并使用太阳路径图来计算远阴影对辐照度以及发电量的影响。

太阳路径图表现了太阳一年内任意时刻在天空中的位置。

太阳路径图阐述了三大要素(时间,厂区位置或观察点位置,太阳位置),五个基本量之间的关系,这五个基本量是高度角、方位角、经纬度、日期、时间,其中高度角和方位角表征太阳的位置,经纬度表征厂区或观察点位置,日期和时间表征时间因素。如下图是北京的太阳路径图。

在这张图上,表头显示了经纬度,横坐标代表太阳方位角,纵坐标代表太阳高度角,图上弓形线表示时间,每根弓形线代表一天,最下方弓形线表示冬至日,最上边弓形线表示夏至日,图上8字形代表小时。

关于光伏电站远阴影,你需要知道的几件事(图1)

日出时也即太阳从地平线上升起,太阳高度角为0,所以图中与横坐标的交点代表某天的日出时间。

当远方不存在遮挡物时,地平线是一条直线,每天太阳从地平线上升落,光伏电站正常发电,但如果远方存在遮挡物,地平线局部凸起(如下图),一年中的某个时间段内,太阳“升起”的时间晚一点,“落山”的时间早一点,电站接受到的辐照量减少,发电量减少。

关于光伏电站远阴影,你需要知道的几件事(图2)

所以,为了研究分析远阴影对电站产生的影响,我们只需要将建筑物描绘在太阳路径图上,通过pvsyst内部模型计算,即可获得远阴影对电站产生的影响。

在太阳路径图上,我们用方位角和高度角两个量来表示位置,如下图,α和β分别表示远方遮挡物相对厂区的高角和方位

角,方位角可以直接测量出来,高度角可通过测出h、l的距离,根据三角函数求出。


三、远阴影对光伏电站发电量有多大影响

下表是距光伏厂区500m,高为100m,长60m宽40m的高楼在不同位置时远阴影对厂区接收到的太阳辐照度的影响:

关于光伏电站远阴影,你需要知道的几件事(图3)


我们可以看到,由于远阴影的存在,几个位置最佳倾角平面接受到的辐照度下降约0.26%。(这个值相当于方阵没有按照方位角朝南而是偏10度角安装造成的辐照度降低)。


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