[發明專利]一種山地光伏陣列等效最佳傾角平面的三維布置方法

有效

• 申請號: 201810018080.1
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN110021063B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 姚永琴;郭黎明;王憶麟
• 申請（專利權）人: 特變電工新疆新能源股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/13;G06T17/00;G06F113/04
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 羅建民;鄧伯英

本發明提供一種山地光伏陣列等效最佳傾角平面的三維布置方法，包括如下步驟：獲取坡角θ、光伏陣列相對于水平面的最佳傾角α，以及坡面的方位角βsubgt;1/subgt;；根據θ、α、βsubgt;1/subgt;和光伏陣列平面及坡面的解析幾何模型得出滿足光伏陣列處于最佳傾角平面內并與山體表面相切條件的光伏陣列平面與坡面的夾角αsubgt;1/subgt;、光伏陣列平面與參考平面的夾角αsubgt;2/subgt;、光伏陣列相對于水平面的方位角β，以及光伏陣列的基線斜率γ，所述參考平面指的是經過光伏陣列平面與坡面的交線，并與過所述交線的鉛垂面相垂直的面。本發明既能保證最大光照輻射量，又能降低施工難度及支架用量。

技術領域

本發明涉及光伏電站建設技術領域，具體涉及一種山地光伏陣列等效最佳傾角平面的三維布置方法。

背景技術

目前，國內外山地光伏電站建設時光伏陣列的布置方法主要可以歸為兩大類：

其一是利用縱向加長光伏陣列的支架來彌補地形起伏造成的地勢差，使得光伏陣列平面始終處于最佳傾角，即正南朝向鋪設，所有光伏陣列以正南朝向的最佳傾角進行布置，可以保證最大發電量，但是，存在的不足之處在于，所有的光伏陣列呈階梯狀布置在坡面上，山的坡度越大，陣列兩側支架的高度差越大，支架用量巨大并增大了施工難度，而且，支架的結構更容易產生不平衡的穩定性隱患。

其二是光伏陣列的布置順應山地地形走勢，支架立柱的長短基本相同，各光伏陣列的朝向不一致，利用發電量的損失來彌補建設難度和支架成本增加，使得光伏陣列的朝向非正南，這導致光伏陣列全年接收的太陽輻射量減少，發電效率降低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中所存在的上述缺陷，提供一種既能保證最大光照輻射量，又能降低施工難度及支架用量的山地光伏陣列等效最佳傾角平面的三維布置方法。

解決本發明技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供一種山地光伏陣列等效最佳傾角平面的三維布置方法，其包括如下步驟：

獲取坡角θ、光伏陣列相對于水平面的最佳傾角α，以及坡面的方位角β₁；

根據θ、α、β₁和光伏陣列平面及坡面的解析幾何模型得出滿足光伏陣列處于最佳傾角平面內并與山體表面相切條件的光伏陣列平面與坡面的夾角α₁、光伏陣列平面與參考平面的夾角α₂、光伏陣列相對于水平面的方位角β，以及光伏陣列的基線斜率γ，所述參考平面指的是經過光伏陣列平面與坡面的交線，并與過所述交線的鉛垂面相垂直的面。

可選地，所述根據θ、α、β₁和光伏陣列平面及坡面的解析幾何模型得出滿足光伏陣列處于最佳傾角平面內并與山體表面相切條件的光伏陣列平面與坡面的夾角α₁、光伏陣列平面與參考平面的夾角α₂、光伏陣列相對于水平面的方位角β，以及光伏陣列的基線斜率γ的步驟具體為：

根據θ、α、β₁及光伏陣列平面與坡面的幾何關系得出光伏陣列平面的法向量、坡面的法向量及所述鉛垂面的法向量；

根據光伏陣列平面和坡面的法向量得出光伏陣列平面與坡面的夾角α₁的余弦值，進而得到α₁；

根據坡面的法向量和所述鉛垂面的法向量得出坡面與所述鉛垂面的夾角余弦值，再根據所述夾角余弦值和α₁得到α₂；

根據θ、α及光伏陣列平面與坡面的幾何關系得出β的余弦值和γ的余弦值，進而得到β和γ。

可選地，所述坡面朝向為正西朝向或正東朝向時，

坡面的法向量為：

光伏陣列平面的法向量為：