[發明專利]一種山地光伏電站布置方法

有效

• 申請號: 201310486997.1
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103559738B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 郝楊;郭東凱;董曉青;宋素欣;王亮;任旭光;張艷婧
• 申請（專利權）人: 河北能源工程設計有限公司
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T7/00
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司13100
• 代理人: 張素靜,徐瑞豐

技術領域

本發明涉及一種電站布置方法，具體涉及一種山地光伏電站布置方法。

背景技術

目前大型地面電站的場址一般選擇在地勢平坦的地區或者北高南低的山地上，在預期規劃時，需要反復進行實地勘測地形，耗費大量人力和財力。

在地形平緩的平原地帶建設光伏電站，可局部進行場平，東西方向陣列不會產生陰影遮擋，整個場址內受日照情況大體相同，不會有“陰面陽面”之分，在確定光伏陣列前后排間距時，應避免前排方陣遮擋后排方陣，否則在遮蔭部分不但沒有電力輸出，而且要消耗電力，形成局部發熱，產生“熱斑效應”，根據項目所在地的地理緯度、太陽運動情況、高度差等可由以下公式計算出最大陰影長度D。

D= cosβ×H/tan(arcsinα)

sinα=sinφsinδ+cosφcosδcosω

sinβ=cosδsinω/cosα

式中，φ為當地緯度(在北半球為正，南半球為負)；

H為前排陣列（或其他遮擋物）最高點與后排組件最低位置的高度差；

δ為冬至日的太陽赤緯角，為-23.5°；

ω為時角，上午9:00 和下午3:00 的時角為±45°；

α為太陽高度角；

β為太陽方位角。

由于國有未利用土地有限，國有未利用土地大部分為山地，地勢復雜，場地坡度陡峭，山體本身會產生“陰陽面”，并非所有地域都能保證每天受日照6小時（9：00~15：00），單憑地形圖很難分析出各個區域受日照的情況，不能準確確定光伏陣列的布置區域，且大面積場平造價很高，不現實，在這種情況下布置光伏陣列不能按照上述公式計算，給光伏陣列的布置帶來了極大的困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可靠、經濟、易實施的山地光伏電站布置方法。

為解決以上技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明包括以下步驟：

①通過Google地球專業版軟件生成所選區域坡地的等高線地形圖；

②利用ArcGIS軟件進行三維景觀建模，將等高線地形圖中的地形點以及等高線進行賦值，生成TIN地形圖，即不規則三角網地形圖，完成坡地建模；

③通過日照分析軟件對TIN地形圖進行日照分析，可得出山體各個部分受日照的情況，確定受日照6小時（9：00~15：00）的區域，根據該區域確定光伏電站的裝機容量；

④山體受日照6小時的區域即為光伏陣列的可布置區域，利用日照分析軟件對光伏陣列進行建模，將光伏陣列沿著山體布置；

⑤采用沿山體方式布置光伏陣列時，利用日照分析軟件進行模擬，通過模擬光伏陣列任意面的瞬時陰影輪廓，分析出前排陣列在各個時刻的陰影范圍，從而確定出后排光伏陣列的定位點。

當步驟④中光伏陣列沿山體布置，所采用的方位不是最佳方位正南方向時，光伏陣列的方位角應在正南方向±20°范圍內變化。

本發明的積極效果如下：本發明應用Google地球軟件和ArcGIS軟件完成坡地建模，生成TIN地形圖，減少了人力和物力的耗費；通過日照分析軟件對該山地區域的TIN地形圖進行模擬計算，提高了發電量計算的準確性；充分依托山地走勢，沿山體布置光伏陣列，減少了支架用鋼量以及占地面積，降低了施工難度，節省了大量資金，且對發電量影響不大；通過日照分析軟件對該山地區域的TIN地形圖進行陰影輪廓分析，確定出陣列的定位點，為坡地光伏陣列提供了一種有效、便捷的方法。

附圖說明

圖1為本發明實施例中工程勘測地形圖的等高線地形圖；

圖2 為本發明實施例中三維建模后生成的TIN地形圖；

圖3為本發明實施例中根據日照分析確定的可布置光伏陣列區域；

圖4 為本發明實施例中前后排間距2.5m時的陣列陰影模擬圖；

圖5 為本發明實施例中前后排間距3m時的陣列陰影模擬圖；

在圖中：1等高線、2不規則三角、3遮擋陰影、A日照時間滿足6小時區域、B 日照時間低于6小時區域。

具體實施方式

本發明包括以下步驟：

①通過Google地球專業版軟件生成所選區域坡地的等高線地形圖；

②利用ArcGIS軟件進行三維景觀建模，將等高線地形圖中的地形點以及等高線進行賦值，生成TIN地形圖，即不規則三角網地形圖，完成坡地建模；