當(dāng)東西相鄰的固定式方陣標(biāo)高相同時(shí),若沒(méi)有特殊要求(比如兩者之間有通道、道路或有直埋電纜溝等),方陣東西向間距一般100-200mm即可。
當(dāng)場(chǎng)地在東西、南北向存在很小的坡度(如3%以下)時(shí),光伏方陣一般仍按照朝向正南、東西縱向水平布置的方案。同時(shí),為減少場(chǎng)平費(fèi)用及保護(hù)環(huán)境,一般東西向相鄰的方陣的基準(zhǔn)標(biāo)高會(huì)一定的差值,如圖2-1所示。
圖2-1 東西、南北向坡度很小時(shí)光伏方陣的布置
在這種情況下,方陣東西向、南北向的間距如何計(jì)算呢?
(一)東西向間距計(jì)算
圖2-2是兩個(gè)東西向相鄰的方陣,兩個(gè)方陣的高差為H。在給定時(shí)刻,當(dāng)兩個(gè)方陣東西向間距為De-w時(shí),正好不遮擋。
圖2-2東西向相鄰的兩個(gè)方陣(地坪高差為H、東西間距為De-w)
在上述情況下,必須根據(jù)高差H計(jì)算出相應(yīng)的東西向間距De-w,從而指導(dǎo)光伏方陣的布置,以盡量避免遮擋對(duì)發(fā)電量的影響。
為了找出H和De-w之間的關(guān)系,將圖1-3相關(guān)的量簡(jiǎn)化后放在長(zhǎng)方體中,如圖2-3所示。圖2-3中,在長(zhǎng)方體ABCD-A’B’C’D’中,GD和B’H分別為相鄰兩個(gè)光伏方陣的右邊框和左邊框,GO為太陽(yáng)光的方向,BC方向正北方向;在間距為De-w時(shí),東西向方陣確好不相互遮擋。
根據(jù)幾何公式推導(dǎo)如下:
作垂線OF⊥B’C’,垂足為F;過(guò)O點(diǎn)作A’F的平行線,交AA’于E。圖2-3中,∠GOE即為太陽(yáng)高度角 ,∠A’FB’ 即為太陽(yáng)方位角 ,∠OB’F即為固定式方陣的傾角β。
作垂線OF⊥B’C’,垂足為F;過(guò)O點(diǎn)作A’F的平行線,交AA’于E。圖2-3中,∠GOE即為太陽(yáng)高度角 ,∠A’FB’ 即為太陽(yáng)方位角 ,∠OB’F即為固定式方陣的傾角β。
不難證明:
OE=h1*ctg( )
OE=h2*ctg(β)/cos(= )
因此,
h1*ctg( )=h2*ctg(β)/cos( )
再由H=h1+h2得到:
h2=H*( )
De-w=h2*ctg(β)*tg( )=H* (2-1)
同時(shí)對(duì)相鄰方陣高差H,有:
H= (2-2)
其中,
L為方陣的長(zhǎng)度;
為方陣東西向凈間距
為坡面東西向坡度(一律為正)
將(2-1)與(2-2)聯(lián)立得到:
De-w= (2-3)
(二)南北向間距計(jì)算
在計(jì)算出東西向間距之后,我們?cè)賮?lái)看南北向間距。當(dāng)場(chǎng)地在東西、南北向有一定的坡度時(shí),方陣B比方陣C的高差除了有南北向坡度的影響,還有東西向坡度的影響。
圖2-4東西、南北相鄰光伏方陣示意圖
此時(shí)方陣B與方陣C的高差為:
(2-4)
(2-5)
其中:
W為方陣的寬度;
L為方陣的長(zhǎng)度;
β為方陣的傾角;
為方陣東西向凈間距
為方陣南北向凈間距
為坡面東西向坡度(一律為正)
為坡面南北向傾角(朝南為正)
將(2-4)、(2-5)聯(lián)立求得:
=(2-6)
說(shuō)明:公式(2-6)有可能不適用L較短的情況,請(qǐng)注意。
看到這里,讀者有沒(méi)有被公式嚇倒?沒(méi)關(guān)系了,我已經(jīng)將上述公式編制成excel程序,供大家下載,參見(jiàn)附件。
(三)算例
以某項(xiàng)目為例,當(dāng)?shù)氐木暥葹?9.4°,采用固定式支架,支架傾角為35°;由于場(chǎng)地東西向存在東西坡度2%,南北向也存在坡度(陰坡,-2%);方陣長(zhǎng)10m、寬3.2米。為了保證在冬至日、春分日下午3點(diǎn)時(shí)東西相鄰的方陣不遮擋,相鄰的東西向方陣的間距De-w計(jì)算過(guò)程如下:
根據(jù)天文公式計(jì)算出,冬至日下午3點(diǎn)時(shí)的太陽(yáng)高度角 =14.4°,太陽(yáng)方位角 =42.1°,再根據(jù)公式(2-3)計(jì)算得出: De-w=0.18米。
根據(jù)天文公式計(jì)算出,春分日下午3點(diǎn)時(shí)的太陽(yáng)高度角 =33.1°,太陽(yáng)方位角 =57.6°,再根據(jù)公式(2-3)計(jì)算得出: De-w=0.17米。
兩者取最大值,即De-w=0.18米。
由公式(2-6)可計(jì)算出Dn-s=6.42米。
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