一种山地光伏组件三维最佳倾角布置方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种山地光伏组件三维最佳倾角布置方法。
【背景技术】
[0002]光伏组件布置通过对受光面上平均年总辐射量的预测，选定光伏组件布置的方位角及其方位角下的最佳倾角，使光伏组件平均年发电量最大。若光伏组件不能保证最佳倾角布置，则光伏电站会有一定的发电量损失。
[0003]目前山地光伏组件布置有两种方法:
第一种:每个光伏阵列用支架调整到同一标高，所有光伏组件正南最佳倾角布置，保证最大发电量，存在的不足之处在于，所有的光伏阵列呈阶梯状布置在山面上，山的坡度越大，阵列两边支架的高差越大，浪费支架用量并增大了施工难度。
[0004]第二种:光伏组件随坡就势布置在山面上，光伏组件方位角随山势改变，光伏组件像帽子一样带着山体上，存在的不足之处在于，由于方位角的改变将牺牲部分发电量，即没有有效利用光伏资源，而且由于光伏阵列的方位角多种多样，很难在测绘图上定位光伏阵列的位置及标高，最终只能靠施工单位现场调节，不便于设计施工。
【发明内容】
[0005]本发明的发明目的在于提供一种山地光伏组件三维最佳倾角布置方法，能够大幅节省光伏组件的支架，并能够有效利用光伏资源。
[0006]实现本发明目的的技术方案:
一种山地光伏组件三维最佳倾角布置方法，在山体上将光伏组件正南最佳倾角布置，其特征在于:在最佳倾角平面内，将光伏组件转动角度γ，使光伏组件与山体表面相切，即满足(HB-HB，)= (?-?.)，HB、He分别表示光伏组件B点、C点的高程，B点、C点为光伏组件长边的两个端点，Hb,, Hc,分别表示B’点、C’点的高程，B’点、C’点为光伏组件B点、C点在山体表面的投影。
[0007]通过山地测绘图获得HB，、Hc，。
[0008]本发明具有的有益效果:
本发明在山体上将光伏组件正南最佳倾角布置，在最佳倾角平面内，将光伏组件转动角度γ，即满足(Hb-Hb，) = (He-He.)，光伏组件的两边支架高度相同，大幅节省了支架成本，由于光伏组件仍处于最佳倾角平面内，充分有效利用了光伏资源。本发明充分利用了现有山地地形，并避免了山地光伏组件布置中经常出现的阴影遮挡及光资源损失问题。本发明通过山地测绘图获得HB，、HC，，结合转动角度γ、最佳倾角α、1氏高差之间的关系，计算获得转动角度γ，继而计算获得光伏组件上各点的坐标及粧顶标高，更加便于设计施工。
【附图说明】
[0009]图1是山地西南坡光伏组件在正南最佳倾角平面内0°转角布置图； 图2是山地西南坡光伏组件正南最佳倾角布置的左视图；
图3是山地西南坡光伏组件在正南最佳倾角平面内转动角度γ后布置图；
图4是山地西南坡光伏组件在正南最佳倾角平面内转动角度γ后角后任意一点E与角点B高差计算示意图；
图5是山地东南坡光伏组件在正南最佳倾角平面内转动角度γ后布置图；
图6是山地东南坡光伏组件在正南最佳倾角平面内转动角度γ后角后任意一点E与角点B高差计算示意图；
图7是光伏组件在山体投影示意图。
【具体实施方式】
[0010]如图1、图2所示，山地西南坡光伏组件I在正南最佳倾角平面内0°转角布置时(最佳倾角为α )，组件的四个角点分别为六』、(:、0，其在山体表面的投影分别为4’、8’、(:’、D’，因光伏组件是采取正南无转角布置，组件角点B和C (即光伏组件长边的两个端点B和C)的高程一致，即Hb=Hc;组件角点B、C在山体表面的投影B’、C’的高程Ηβ’和Hc’从山地测绘图直接读取(若投影点在等高线上，则直接读取该等高线的高程；若投影点不在等高线上，则线性插值计算)，经计算，(Hb-HbOXHc-Hc,),即光伏组件两边的支架高度不同，从而导致组件支架的浪费。
[0011]如图3所示，在最佳倾角平面内，将光伏组件转动角度γ，使光伏组件与山体表面相切，即满足(HB-HB，)= (?-?.)，ΗΒ、Ηε分别表示光伏组件B点、C点的高程，B点、C点为光伏组件长边的两个端点，Hb,, Hc,分别表示B’点、C’点的高程，B’点、C’点为光伏组件B点、C点在山体表面的投影。通过山地测绘图获得HB，、HC，，结合转动角度γ、最佳倾角a、HB、Hc高差之间的关系，计算获得转动角度γ，继而计算获得光伏组件上各点的坐标及粧顶标高。
[0012]通过如下方法计算HB、Hc高差以及光伏组件在最佳倾角平面任意一点与角B点的高差。
[0013]如图4所示，光伏组件在最佳倾角平面WXYZ内转动角度γ后，最佳倾角平面上任意一点E与角点B的高差计算如下:在组件倾角平面WXYZ内，过B点画一条与线BC夹角为γ的辅助线KL，连接点B和点Ε，由空间解析几何可计算出线BE的长度Lbe和线BE与线BC的夹角β。在组件倾角平面WXYZ内，过E点画一条垂直于KL的垂线EF，假设线EF的长度为Lef。E点在水平面JKLM内的投影为点Ε’，连接点E和点Ε’，点F和点Ε’，假设线ΕΕ’的长度为Lee,，线EF和线E’ F的夹角即光伏组件的最佳倾角a。由上可知点E与角点B的高差即线EE’的长度Lee，，线EE’的长度Lee.由下式计算获得
LEE’=LBE*sin (β + γ ) * sin a ( γ <90° )。
[0014]如图5、图6所示，山地东南坡光伏组件的布置原理同山地西南坡光伏组件，如图6所示，此时，最佳倾角平面上任意一点E与角点B的高差Lee.由下式计算获得
LEE’=LBE*sin(0-γ)* sin a ( γ <90° )
下面通过实验进一步说明本发明的有益效果。
[0015]采用PVS程序进行建模。根据实际测量得出山体南向坡度约为18°，北偏东15°。光伏组件布置以双排40片为例，如果依旧采用现有正南最佳倾角布置，即使一侧光伏组件贴地布置，另一侧的支架长度也将达到11.112m*sin(15° )=2.88米，这将大幅度增加支架的使用量。通过采用本发明方法布置，不仅大幅节省支架，而且光资源损失率仅为1.4%。
【主权项】
1.一种山地光伏组件三维最佳倾角布置方法，在山体上将光伏组件正南最佳倾角布置，其特征在于:在最佳倾角平面内，将光伏组件转动角度γ，使光伏组件与山体表面相切，即满足(?-?,) = (Hc-Hc,)，HB、He分别表示光伏组件B点、C点的高程，B点、C点为光伏组件长边的两个端点，Hb,, Hc,分别表示B’点、C’点的高程，B’点、C’点为光伏组件B点、C点在山体表面的投影。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:通过山地测绘图获得HB，、Hc，。
【专利摘要】本发明涉及一种山地光伏组件三维最佳倾角布置方法，在山体上将光伏组件正南最佳倾角布置，其特征在于：在最佳倾角平面内，将光伏组件转动角度γ，使光伏组件与山体表面相切，即满足(HB-HB’)=(HC-HC’)，HB、HC分别表示光伏组件B点、C点的高程，B点、C点为光伏组件长边的两个端点，HB’、HC’分别表示B’点、C’点的高程，B’点、C’点为光伏组件B点、C点在山体表面的投影。
【IPC分类】G06Q50/06
【公开号】CN105427183
【申请号】CN201510747501
【发明人】徐俊, 郑伟恩, 王世英, 易云峰
【申请人】杭州国电能源环境设计研究院有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月6日