光伏阵列间距设计方法汇总.doc

本文为简单的设计方法汇总，不是完整的文章。事情较多，未能来得及整理好，请谅解。过后给大家再整理一下。

太阳位置

太阳的位置在地平坐标系中，通常有太阳高度角、方位角表示，计算方法如下：

为太阳高度角；为太阳方位角，为当地纬度；δ为太阳赤纬角；为时角。

图1北京市太阳轨迹图

冬至日真太阳时09:00（或15:00）时太阳高度角和方位角是计算光伏阵列间距的基础数据。冬至日太阳在北回归线，δ为-23.45°，09:00时的ω为-45°（下午为正），此时的太阳高度角和太阳方位角可有下式表示：

，

。

由太阳的方位角、高度角和建筑物高度可以确定影子的长度。假设一根细棒高度为单位高度，将影子分为南北和东西两个分量，即得出影子南北方向和东西方向的阴影系数。

混凝土平整屋面光伏阵列间距设计

《光伏发电站设计规范》中给出平整场地光伏阵列不被遮挡的阵列中心间距计算公式：

式中：为阵列斜面长度，为组件倾角，为项目所在地纬度。光伏阵列中心间距为阵列斜面投影与间距之和，，阵列间距示意图如图3。

间距可用阴影系数表示，。

图1光伏阵列间距示意图

平铺屋面光伏阵列间距

当彩钢瓦屋面、陶瓷瓦屋面的光伏组件采用沿屋面自然坡度平铺的安装方式，前后排组件不存在阴影遮挡，因此无需考虑阴影遮挡问题，可适当设置500-600mm宽的检修通道方便维护。

4）南北坡屋面光伏阵列间距

类型一：当建筑坐北朝南，屋脊为正东西走向，建筑的方位角为0°。屋顶的坡面由屋脊向南、向北均匀降低，且东西向为同一等高线，常见于坐北朝南的民用建筑或厂房的屋面。

图2某建筑屋顶电站侧视示意图

建筑屋面坡度系数i为屋面最低与最高点的高度差（相对于水平面）与最低点、最高点之间水平距离之比。建设在屋面上的光伏阵列，前排阵列后端与后排阵列前端的高度差应为

代入阵列间距计算公式，整理得

当为南坡时，为负；当为北坡时，为正。

有上图可看出，位于北坡的光伏组件若与南坡组件同一倾角，则光伏阵列的间距将根据坡度计算增大很多才可以避免规定时间内阴影遮挡。

类型二：建筑方位角不朝向正南，偏东或偏西，即屋面的屋脊并不是正东西方向，有一定的方位角。对于此类建筑，光伏阵列间距如下计算：

图3屋顶坡面上组件与建筑方位角相同

光伏阵列间距的计算，应结合建筑方位角（即墙面法线与正南向形成建筑方位角）和当地09：00/15:00的太阳方位角（若建筑方位为南偏东，用9:00的太阳方位角计算，偏西则用15:00太阳方位角计算），则组件实际方位角

。

结合建筑方位角的日照间距系数：

然后再结合含有屋面坡度的公式计算阵列间距D

5）东西坡屋面光伏阵列间距

类型一：当建筑屋面是正东、正西坡度，光伏组件不是采用平铺方式安装，光伏组件与屋面之间有一定的倾角。后排的光伏组件受前排组件相对高一端的影响。由于屋面本身存在坡度，所以需要考虑坡度对于屋面阴影的影响，坡度对于组件，就相当于组件被抬高，对于阴影，相当于存在一个向下的倾角，这两个部分的阴影副加阴影在屋面长度主要考虑的部分。

如下图：

CAD模型图西坡上午9点阴影模拟图

图4正东西坡屋面光伏组件布置

光伏组件间距计算的立体模型如下图：

图5正西坡屋面组件阴影立体图

上图对于西坡下午10:00时的阴影，其中点A为前排组件最高点，B为水平垂点，C为太阳光线过A与水平面的交点，D为斜坡组件的下端与太阳光线的交点，组件边缘即将出现的阴影处。为了方便，采用虚线构建水平面，即BCDFG多点构成的东西坡屋面，光伏组件朝向正南布置时的间距计算公式，D为中心间距（D=BG长度，D1=BC为组件的投影长度，D2=GC为间距），D3为水平面AE光线投影长度，D2=GC就为D3的南北分量。为屋面的坡度，为当地阴影系数。

东西坡屋面，光伏组件朝向正南布置时的间距计算公式，D为中心间距（D1为组件的投影长度，D2为间距），D3为水平面阴影长度，D2就为D3的南北分量。为屋面的坡度，RN-S为当地阴影系数。

由于是向下斜坡，所以需要计算的相对高差是：

前后排光伏组件的中心间距可采用以下公式计算：

式中为组件角度（组件相对于水平面夹具，非与屋面角度），（东坡则考虑下午3时，西坡则考虑上午9时）。

类型二：当建筑屋面不是正东、正西坡度，而且光伏组件不是采用平铺方式安装