在现实生活中,人们对电力和通信的强烈的需求和依赖,造成电力线路、通信线路的纵横交错、无处不在,光伏电站项目选址常常遇到高压、低压、通信等杆塔线路穿过光伏电站场区。在光伏电站施工中,常需要避开杆塔的阴影区,或者将杆塔线路改造,迁移出光伏区。
架空电缆的线径是非常细的,在光伏组件表面形成的是线状阴影,但相对而言还有一些杆状的障碍物,直径较粗,而且高度很高,例如变电站的避雷针,旗杆,高度较高的路灯和电线杆,烟筒等。这类障碍物高度很高,在冬至日真太阳时9:00-15:00之间,形成的扇形阴影面积很大。按照《光伏发电站设计规范》中,该时间段对组件不遮挡的要求,将会产生很大面积的避让场地,这样的场地对于用地紧张的光伏电站项目而言实属浪费。本文通过PVsyst软件建模分析并通过实际案例针发电量对比,探讨杆状阴影对光伏电站的发电影响,以及该情况下的优化设计。
1、杆状障碍物扇形阴影区计算
太阳的位置在地平坐标系中,通常有太阳高度角、方位角表示,太阳高度角是指太阳光线和地平面间的夹角,太阳方位角定义为太阳光线在地平面上的投影和正南方向的夹角。
计算方法如下:
α为太阳高度角;为太阳方位角,为当地纬度;δ为太阳赤纬角;为时角。
太阳时角,正午(真太阳时12点)为0,上午的时角为负值,下午的时角为正值,=15°X(时间-12)。
太阳光线与地球赤道平面的夹角称为赤纬角,也是太阳和地球之间的连线与赤道平面的夹角。赤纬角与观察地点无关,仅与一年中的哪一天有关,以n为一年中的日期序号,赤纬角按照Cooper方程计算:
通过计算太阳的高度角和太阳的方位角,即可确认太阳的位置,形成每天的太阳轨迹图,
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