光伏设备发电量和地表利用率研究.pdf

heji Fen× ●里生量坌堑：s Vu 光伏设备发电量和地表利用率研究 景红梅1许启明1石鑫1代冰辉2 (1．西安建筑科技大学材料与矿资学院，陕西西安710055；2．西安建筑科技大学信息与控制工程学院，陕西西安710055) 摘要：通过计算机模拟得到了倾斜固定式、侧拉式斜单轴跟踪设备的安装间距和占地面积；通过假设计算，得出不同设备的发电量 及其提升率。对比发现，装机容量相同时，侧拉式斜单轴跟踪设备发电量可比倾斜固定式提高48．47％、65．85％，而地表占用率相应增加 21．69％、89．15％。据此提出评价光伏电站经济价值和社会价值的不应是装机容量，而应是发电量。实验结果表明，选择合适的跟踪时间 可以大大提高发电量。 关键词：光伏设备；装机容量；发电量；占地面积 0引言 光伏发电在我国无电地区电力建设和分布式电源并网发 电市场中都将扮演重要的角色。跟踪式光伏设备因其发电效 率高、年产能大，逐渐在小型的独立光伏电站和并网光伏电站 建设中得到应用。特别是斜单轴跟踪设备，因其与水平单轴和 垂直单轴跟踪设备相比，具有应用范围广、功率提升高等优 点[11；与双轴跟踪设备相比，具有结构简单、性能稳定、成本低 等优点口]，成为太阳能跟踪技术研究的热点以及工程研发的一 个主流。尽管跟踪式设备的发电量明显高于固定式[3“]，但据 图1设备A的安装间距 不完全统计，截至2013年底，全国累计并网运行光伏发电装机线上时对应的最大阴影模拟确定的。图2给出了该设备无遮 容量1942万k、矿“，跟踪式发电设备的采用率却不超过1％。挡跟踪6h(设备B)最大阴影模拟确定的东西间距和南北间距。 与倾斜固定式光伏设备相比，人们笼统地认为跟踪式设备占地 面积大、资源利用率低、地表投资大，这是导致跟踪式光伏发电 设备得不到广泛应用的一个主要原因。所以，发电量和土地利 用率就成了大型光伏发电厂优化设计必须考虑的2个参数[8]。 针对以上问题，对侧拉式斜单轴跟踪设备[23和倾斜固定式 设备进行对比研究，主要讨论了发电量和土地利用率2个问 题，提出评价光伏电站的经济价值和社会价值应该考虑其发 电量。 1 用于对比研究的设备参数和光照数据 为了适应太阳能跟踪装置的发展趋势，文献[9]研究了跟 踪式光伏设备阵列的排布方法。在此基础上通过计算机模拟 了倾斜固定式设备和侧拉式斜单轴跟踪设备的安装间距，研究 4．6m 了不同设备对地表的利用情况，并利用敦煌光伏工业园区的太 图2设备B的安装间距 阳辐射数据，假设计算了它们的发电量，以研究不同设备的发 侧拉式斜单轴跟踪设备无遮挡跟踪7h(设备C)东西间距 电能力。 和南北间距也是用最大阴影模拟法确定的，与设备B类似。表 用于进行对比研究的太阳能光伏设备为倾斜固定式和侧 1给出了用于对比研究的设备详细参数。 650mm×992 拉式斜单轴跟踪式两大类，二者均采用1 mm、峰 表1 用于对比研究的设备参数一览表 w的相同参数的光伏组件。侧拉式斜单轴跟踪 值功率为250 设备又分为6h无遮挡、7h无遮挡和2种安装形式。安装地为 中国敦煌(北纬40．03。，东经94．30。)，两类装置中光伏组件的 仰角均为30。。为了后面表述方便，我们把所涉及的对比设备 分别用A、B、C来表征。 为了尽可能增加倾斜固定式设备安装密度，考虑到地理形 貌和逆变装置的要求，设备A安装间距如图1所示。 侧拉式斜单轴跟踪设备的安装间距是根据太阳在南回归 基金项目：国家科技型中小企业技术创新项目，项目编号 14C26216103407 150 万方数据 sneji VuFen×i!堡生主坌堑I 由表1可以看出，侧拉式斜单轴跟踪设备与倾斜固定式设 2．2不同设备的发电量 备相比，占地比率增大。设备B、设备c