Sunlight 软件在光伏电站设计中的应用【独家】

来源:阳光工匠光伏网作者:罗宇飞发布时间:2015-04-10 23:59:59
下面以一个屋顶电站设计的实例来说明 sunlight软件是如何使用的。


图 1屋顶建筑施工图
如上图所示,这是一个屋顶光伏电站的组件布置图,布置图要说明组件的安装位置和阵列间距,布置图的设计关键是阴影分析。在项目设计时我们首先要通 过施工图了解上面的情况,从上图可以知道:原有屋顶非常平整,屋面方位角是 南偏东 18 度,在上图的黄色圈内是建筑的楼梯间和电梯室,高度为 3 米,屋顶 四周都有 1.2 米高的女儿墙。为了使光伏电站的建设符合设计规范,必须使光伏 组件在全年任何一天的早上 9 点到下午 15 点时间内不得有阴影遮挡。为此我们 对女儿墙、楼梯间和电梯室时行阴影分析,以确定屋顶的光伏组件可安排范围。

一、建模

在分析阴影前,先把建筑的模型建好,模型的建立其实与在CAD里画矩形一样,只不过画好后还要用 Sunlight 的拉伸功能,我们就可以非常快速的建立简单的模型。

图 2sunlight 软件中画的建筑模型俯视图
 

图 3sunlight 软件中画的建筑模型斜视图



二、分析参数设置

然后再点击常用分析,按步骤设置参数,可设置的参数有:日照标准,一般来说仅分析冬至日一天的阴影虽然不太全面,但对于工程来说已经基本足够了;地点,一定要选择正确,这个软件有个好处就是可选择的地点详细到了深圳的一 个区;计算精度,默认的是 1 分钟;分析时间也是默认的值。


图 4sunlight 软件中的阴影分析参数设置
点击确定,然后再选择遮挡物。就出现下面这个图,红色线以内就是冬至日上午 9 点到下午 15 点的阴影范围了。从这个图我们可以知道,这个软件的阴影 分析还有待改进,它在分析阴影时,只分析了遮挡物顶部的阴影,没有分析墙的 阴影。


图 5sunlight 软件中的阴影分析结果(俯视图)
根据以上的分析,我们可以算出阴影的面积,然后再在CAD图中用黄色线 标示出阴影的范围,我们就可以在没有阴影的地方铺组件了。




三、阴影范围确定


图 6遮挡物的阴影范围
最后还要确定的是阵列的间距,本项目组件的安装倾角为 20 度,组件的长度为 1650mm,那么可以算出组件的垂直高度为 564mm。从上图我们可以知道, 电梯室的高度为 3m,它在北边的阴影长度为 6.631m,由此我们可以算出阵列的 间距为 1.24m。有这些参考我们就可以铺组件了。

四、总结

我们通常是通过计算公式来计算组件间距,但是这些公式都有一些共同的问 题:

1、只能用来计算方位为正南的情况;

2、虽然规范对于阵列的间距有提供计算公式,但由于设计人员理解上的偏 差,造成计算公式的结果相差较大;

3、当现场的情况比较复杂,比如现场有电线杆时,无法对电线杆的阴影范围进行分析。


图 7常用的计算公式
我还将 sunlight 软件计算的阴影长度与以前使用的计算公式计算结果对比, 在阵列为正南朝向时,计算结果基本一致,sunlight 软件的计算结果稍微大了一 点。以下我对阵列的方位对阵列间距的影响进行分析,画了以下两个图,左右两 边的两个建筑模型完全相同,只是方位不同,左边建筑是正南的,右边的是南偏 东 18 度。用 sunlight 软件分析得出的间距分别是:4147mm 和 5291mm,相差了24%。可见在阵列的方位不是正南时,使用现有的公式得到的结果明显偏小。


图 8不同方位的建筑阴影长度对比

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