山区型光伏电站布置系列（二）

当东西相邻的固定式方阵标高相同时，若没有特殊要求（比如两者之间有通道、道路或有直埋电缆沟等），方阵东西向间距一般100-200mm即可。
 

当场地在东西、南北向存在很小的坡度（如3%以下）时，光伏方阵一般仍按照朝向正南、东西纵向水平布置的方案。同时，为减少场平费用及保护环境，一般东西向相邻的方阵的基准标高会一定的差值，如图2-1所示。

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图2-1 东西、南北向坡度很小时光伏方阵的布置

在这种情况下，方阵东西向、南北向的间距如何计算呢？

 

图2-2是两个东西向相邻的方阵，两个方阵的高差为H。在给定时刻，当两个方阵东西向间距为De-w时，正好不遮挡。

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图2-2东西向相邻的两个方阵（地坪高差为H、东西间距为De-w）

在上述情况下，必须根据高差H计算出相应的东西向间距De-w，从而指导光伏方阵的布置，以尽量避免遮挡对发电量的影响。

为了找出H和De-w之间的关系，将图1-3相关的量简化后放在长方体中，如图2-3所示。图2-3中，在长方体ABCD-A’B’C’D’中，GD和B’H分别为相邻两个光伏方阵的右边框和左边框，GO为太阳光的方向，BC方向正北方向；在间距为De-w时，东西向方阵确好不相互遮挡。

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根据几何公式推导如下：

作垂线OF⊥B’C’，垂足为F；过O点作A’F的平行线，交AA’于E。图2-3中，∠GOE即为太阳高度角 ，∠A’FB’ 即为太阳方位角  ，∠OB’F即为固定式方阵的倾角β。

不难证明：

OE=h1*ctg( )

OE=h2*ctg(β)/cos(= )

因此，

h1*ctg( )=h2*ctg(β)/cos( )

再由H=h1+h2得到：

h2=H*( )

De-w=h2*ctg(β)*tg( )=H*   （2-1）

同时对相邻方阵高差H，有：

H=                           （2-2）

其中，

L为方阵的长度；

为方阵东西向净间距

为坡面东西向坡度（一律为正）

将（2-1）与（2-2）联立得到：

De-w=    （2-3）

在计算出东西向间距之后，我们再来看南北向间距。当场地在东西、南北向有一定的坡度时，方阵B比方阵C的高差除了有南北向坡度的影响，还有东西向坡度的影响。

 

图2-4东西、南北相邻光伏方阵示意图

此时方阵B与方阵C的高差为：

（2-4）

（2-5）

其中：

W为方阵的宽度；

L为方阵的长度；

β为方阵的倾角；

为方阵东西向净间距

为方阵南北向净间距

为坡面东西向坡度（一律为正）

为坡面南北向倾角（朝南为正）

将（2-4）、（2-5）联立求得：

=（2-6）

说明：公式（2-6）有可能不适用L较短的情况，请注意。

看到这里，读者有没有被公式吓倒？没关系了，我已经将上述公式编制成excel程序，供大家下载，参见附件。

（三）算例

以某项目为例，当地的纬度为39.4°，采用固定式支架，支架倾角为35°；由于场地东西向存在东西坡度2%，南北向也存在坡度（阴坡，-2%）；方阵长10m、宽3.2米。为了保证在冬至日、春分日下午3点时东西相邻的方阵不遮挡，相邻的东西向方阵的间距De-w计算过程如下：

根据天文公式计算出，冬至日下午3点时的太阳高度角 =14.4°，太阳方位角 =42.1°，再根据公式（2-3）计算得出： De-w=0.18米。

根据天文公式计算出，春分日下午3点时的太阳高度角 =33.1°，太阳方位角  =57.6°，再根据公式（2-3）计算得出： De-w=0.17米。

两者取最大值，即De-w=0.18米。