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光伏电站的精细化设计:最佳倾角及间距的优化计算
日期:2016-02-14   [复制链接]
责任编辑:evan 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]

不同倾角下的发电量及辐射量曲线图:

3.jpg
 

由上面的图表可以看到,在28°~44°倾角范围内,发电量和辐射值都是随着倾角的增加呈现先增加后减小的趋势,然后两者的最大值并不出现在同一个倾角,从图表中可以看出,在间距固定的情况下,辐射量最佳的倾角为38°,其年发电量为152.66万度,还不如倾角32°时候的年发电量153.32万度多,两者的差值6600度电。究其原因,是由于在间距固定的情况下,38°倾角上的斜面辐射量虽然是最大,然而这个辐射值是不考虑实际阴影遮挡的,而实际情况中在很多时候,特别是冬季,此最小间距下,上午九点以前,下午三点以后是会存在一定的遮挡。

从PVsyst6中导出的损失报告中也可以证明这一点,38°倾角下,系统的阴影损失(包括阴影遮挡所带来的倾斜面上的辐射量损失以及组件电性能损失)要比32°倾角下的系统阴影损失大。

由此我们得出一个结论:斜面辐射量最大的倾角发电量未必是发电量最佳的倾角!这也是我们做光伏电站精细化设计中可以改进的一点。
最佳发电倾角并非一成不变,实际上和阵列间距密切相关,阵列间距越大,最佳发电量倾角的值就越接近最佳辐射量倾角。理论上来说,间距足够大到全年无遮挡,两者的值就是同一个值,实际上这个间距值太大(一般都在最小间距的两倍以上),会导致电站成本大大增加,影响电站收益率,所以不会被考虑。

实际设计时,针对土地紧张、用地成本高的地区我们采用最小间距,而对于一些土地充足、用地成本低廉的地区,我们可以考虑适当增加组件阵列之间的间距。倾角一定的情况下,增加间距无疑会减小阴影遮挡的损失,从而提高电站的发电量。然而随着间距的增加,光伏电站的用地面积、以及与面积相关的诸如场平、接地、道路、电缆、围栏等费用也会相应增加。如何在成本和发电量之间找到一个平衡点,以确定最佳间距,这是我们进行电站设计精细化中可以改进的另一个点。

下面以北方某1MW电站为例说明。首先,根据传统的设计方法计初步算出年辐射量最佳的倾角39°以及最小间距9.76m,以这两个参数为初始方案0在Pvsyst6中进行计算,然后倾角39°不变,以0.2m为一步长,分别计算9.96m~11.96m间距下系统的发电量及增加的成本(注意在PVsyst中随着间距增加需要设置修改线缆长度,线损会影响到发电量),列出下表


(征地费取400元/亩,围栏,检修道路,光缆,土地平整,接地等杂项费用取5000元/亩,电缆成本4400元/步长,上网电价取1元/kwh)下面采用差额净现值法进行这些互斥方案的比选,如下表:
 
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来源:阳光工匠光伏网作者:陆星光
 
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