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摘要：使用PVSYST软件建模仿真，计算了不同坡度、不同坡向情况下光伏阵列的发电量，比较分析了各情况下对发电量的影响。光伏组件应布置在东西向尽可能平缓的坡面上，东西向坡度在10°以内比较合适。与地面光伏电站一样，有东西向坡山体的工程最佳倾角并不等于理论最佳倾角，一般都比理论最佳倾角小几度；光伏组件间距布置越大，工程最佳倾角越往理论最佳倾角靠近。
关键词：光伏电站；PVSYST；山地；发电量
“十二五”期间，光伏装机量提前半年完成35GW的装机目标，从2010年的0.89GW起步，到2015年的35GW甚至更多，足足扩充了40倍有余。“十三五”期间，国家为光伏产业定下了更具野心的150GW装机目标。除去分布式市场外，将土地以各种形式进行复合利用或攻克各类难、偏、杂的地形想必也是容量扩充的驱动力之一，比如山地光伏电站。本文利用PVSYST软件分析了光伏板布置形式、山地坡向坡度以及组件安装角对发电量的影响。
1 PVSYST模型：PVSYST模型介绍：选用3960块265w组件，22块组件构成1个光伏组串，配2台500kw逆变器组成1个1MW光伏方阵。在不考虑交直流损失、组件不匹配损失等情况下进行模拟。
2 山地光伏电站光伏板布置形式研究：山地光伏电站光伏板的布置有两种形式，一种是沿山势布置，另一种是阶梯式布置。
以杭州为模型地，模拟坡度15°的东西向山坡，光伏组件朝南20°（理论最佳倾角）布置，光伏组件间距假定为6.5m，光伏板一种是沿山势布置，另一种是阶梯式布置，模拟结果见表1。
从表1可以看到，相对于地面平地光伏电站，光伏板沿山势布置方式年发电量损失比阶梯式布置方式小的多；因此对于山地光伏电站而言，应采用沿山势布置光伏板。
3山地东西向坡度对发电量的影响
以杭州为模型地，光伏组件朝南20°沿山势布置，保持间距不变，分别模拟坡度从5°到20°情况，模拟结果见表2。
由表2可知，随着山体东西向坡度逐渐增大，斜面年辐射量越来越小，发电量也越来越小。同时可以看到，山体东西向坡度增加，阴影损失会有所减小，因此在设计时可不考虑山体东西坡度对光伏阵列间距影响。此外在选地时，应选择东西向坡度尽可能平缓的，坡度在10°以内比较合适。
4在固定光伏组件间距情况下，倾角对发电量的影响：以杭州为模型地，山体东西向坡度为15°，光伏组件间距保持6.5m，8m和10m三种情况分别进行模拟。
通过模拟计算，发现与地面光伏电站一样，斜面辐射量最大时所对应的理论最佳倾角22°并非固定间距发电量最大时的倾角（工程最佳倾角）。并且随着间距变大，工程最佳倾角越来越向理论最佳倾角靠近。
对于场地面积有限制的山地（东西坡度）光伏电站工程，与地面光伏电站一样，工程最佳倾角（固定间距时发电量最大对于的倾角）并不等于理论最佳倾角（斜面辐射量最大对应的倾角），一般都比理论最佳倾角小几度。光伏组件间距布置越大，工程最佳倾角越往理论最佳倾角靠近。在实际工程中，应该通过PVSYST软件计算模拟，考虑斜面辐射量和阴影遮挡对发电量共同影响，得到工程最佳倾角。
5 山地南坡坡度对发电量的影响：以杭州为模型地，光伏组件朝南20°沿山势布置，保持间距不变，分别模拟坡度从5°到25°情况，模拟结果见表3。
由表3可知，随着山体东西向坡度逐渐增大，组件前后排阴影遮挡影响越来越小。山体南向坡度对光伏组件布置是有利的，但不要超过光伏组件安装倾角。与地面光伏电站相比，在南向坡度山体上布置光伏组件，可以减少光伏组件之间的间距。此外，还应该考虑山体坡度过大对机械运输，设备安装以及桩基影响，因此对于山体坡度的选择应该综合考虑。
6 在固定光伏组件间距情况下，倾角对发电量的影响
以杭州为模型地，山体南向坡度为15°，保持间距5m不变，分别模拟光伏组件不同倾角情况，模拟结果见表4。
由表4可知，与不遮挡情况下地面光伏电站一样，当光伏组件朝南倾角为22°时，年发电量最大，但此时的斜面年辐射量并非最大值。但斜面辐射量最大值对应倾角20°的年发电量与22°的年发电量差别不大，差距在0.05%之内。因此在工程设计上，对于朝南的山体，工程最佳倾角可认为就是理论最佳倾角，光伏组件之间的间距比地面电站所需的间距可适当减小。
7 结论
1）对于山地光伏电站工程，光伏板布置应该依山势朝南布置。
2）对于山地光伏电站工程，在工程设计上可不考虑山体东西坡度对光伏阵列间距影响。此外光伏组件应布置在东西向尽可能平缓的坡面上，东西向坡度在10°以内比较合适。与地面光伏电站一样，有东西向坡山体的工程最佳倾角并不等于理论最佳倾角，一般都比理论最佳倾角小几度；光伏组件间距布置越大，工程最佳倾角越往理论最佳倾角靠近。
3）在山地南向坡面布置光伏组件，光伏组件的间距比地面电站所需的间距可适当减小，工程最佳倾角可认为就是理论最佳倾角。
参考文献
【1】蒋华庆，贺广零，兰云鹏.光伏电站设计技术【M】.北京：中国电力出版社，2014
论文作者:阮祥志
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/6
标签：倾角论文; 光伏论文; 东西向论文; 坡度论文; 间距论文; 组件论文; 发电量论文; 《建筑学研究前沿》2018年第19期论文;