[發明專利]占地集約化光伏陣列

在審

• 申請號: 201610001112.8
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105553386A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 周艷紅;徐林波;李晟;肖慧明;周青;宋雙飛
• 申請（專利權）人: 珠海興業綠色建筑科技有限公司;珠海興業新能源科技有限公司
• 主分類號: H02S10/00
• 分類號: H02S10/00;H02S20/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及太陽能光伏發電技術領域，尤其涉及一種占地集約化光伏陣列。

背景技術

過去光伏組件成本高，占到整個光伏系統成本的70%，相比其他成本，降低光伏組 件成本一直處于焦點位置，隨著國內光伏產業規模的擴大和技術的提升，光伏組件成本正 在逐步下降，價格甚至低到每瓦0.42美元，土地成本、人工成本、支架成本等問題逐漸突出， 尤其是土地成本日益增長，電站投資者的收益預期提升空間因為土地面積有限受到了限 制；大部分企業從提高光伏板轉換效率出發，增加單位占地面積發電量，以減少占地，而目 前光伏技術日趨成熟，有時花費大量資源也只提高了很少效率，其實提高光伏板轉換效率 只是辦法之一，換個角度出發，選擇合適的光伏模塊安裝方式或光伏陣列布置方法便可大 量減少占地面積，節約安裝成本、支架成本，同時增強結構穩定性。

另外，在目前的實際工程應用中，固定式安裝光伏組件通常采取北緯地區正南朝 向或者南緯地區正北朝向布置，并根據當地的緯度以一個合適傾角進行安裝；此安裝傾角 偏小時，光伏組件上容易堆積灰塵、雪、隨屑等，影響發電效率，相比之下，加大安裝傾斜角 度，利于重力結合降水、風的作用保持板面干凈，進行自我清潔，但是傾斜角度加大的同時， 也會加大太陽照射時模塊產生的陰影面積，導致模塊間相互遮擋；并且光伏發電在早上和 傍晚發電量很少，集中在正中午發電，只能通過蓄電池不停調節以滿足負載需求，大大減少 蓄電池使用壽命；因此，在確保單位占地面積發電量的基礎上增大安裝傾角以及確保光伏 發電系統發電平穩也是目前研究重點。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種占地集約化光伏陣列：主要由光伏組 件以及連接件構成，兩塊光伏組件分別朝東、朝西方向以傾角β對稱放置；光伏組件兩端均 設有L型連接構件，通過螺栓將兩塊同型號光伏組件的L型連接構件固定在一起，由此構成 一個光伏模塊；光伏模塊通過雙排孔C型鋼固定連接在一起組成光伏陣列。

該占地集約化光伏陣列以最佳傾角分別朝東、西對稱放置，減少光伏組件陰影間 距，光伏組件上反射的太陽光也會反射到相對面光伏組件上，能減少光伏組件間因遮擋產 生的陰影，提高太陽輻射利用率，節約土地成本。

通過建立傾斜面上瞬時光輻射量數學模型，推導出兩塊光伏組件分別朝東、西對 稱放置時的年聚輻射量計算方法，以全年單位占地面積上光伏組件接受太陽年輻射量最大 為基準，計算出光伏組件最佳放置傾角β，具體計算過程如下：

6）根據考慮到陰影遮擋損失隨傾角增大而增大；在一定角度范圍內年輻射量隨光伏組 件傾角增大而增大；超過一定角度時，年輻射量隨光伏組件傾角增大而減少；通過MATLAB建 模仿真，以單位占地面積上光伏組件年輻射量最大為基準，計算得到光伏組件最佳傾角β。

計算得出的傾角相比傳統布置方式的傾角要大，利于重力結合降水、風的作用保 持板面干凈，進行自我清潔，增加光伏發電系統發電效率，減少人工清洗費用。

同時，該布置方式能錯開正中午光伏組件大量發電，削減中午發電量，而增加其他 時間段發電量，并且延長日發電時間，這能夠更好的滿足負荷需求，減少蓄電池充放電次 數，能有效減少光伏組件高溫老化。

雙排孔C型鋼與單排孔C型鋼不同之處在于它有兩排孔洞，兩個光伏模塊分別通過 兩排孔洞由雙槽轉角連接件固定在雙排孔C型鋼上，這樣可以使光伏模塊間相互固定，同時 共用一根雙排孔C型鋼可節省材料；并根據孔洞個數調節光伏組件最佳安裝傾角，安裝方 便，提升了安裝效率。

雙槽轉角連接件由類似E型鋼片結構組成兩個卡槽口的轉角連接件，可同時固定 兩塊相鄰光伏模塊。

兩塊光伏組件可以起到一個相互支撐作用，加上與雙排孔C型鋼剛好構成近等腰 三角形結構，安裝結構穩定，大大增加了光伏模塊的抗載能力，不需要跟傳統光伏組件安裝 方式一樣花大量光伏支架固定組件，此模塊可直接就地安裝，安裝簡捷，節約了支架成本和 人工安裝成本。

匯流箱通過兩根單排C型鋼與雙排孔C型鋼連接，固定在光伏組件下，可以減少光 伏組件相互之間的連線，接線方便，節省光伏電纜，同時對匯流箱起到遮陽擋雨效果，有效 減少部件和設備老化，增強設備使用壽命。