【干貨】光伏陣列間距計(jì)算原則

依據(jù)《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50797-2012），光伏陣列間距的計(jì)算以“保證光伏陣列冬至日日照時(shí)長6小時(shí)/天”為目標(biāo)。（即保證冬至日6個(gè)小時(shí)日照，下文中保證冬至日光伏陣列的日照時(shí)長簡稱為日照時(shí)長）。

目前國內(nèi)不同緯度建設(shè)的地面光伏電站，均依據(jù)該規(guī)范完成光伏陣列間距的計(jì)算，未考慮因緯度、日照時(shí)長的不同，光伏陣列距離變化所引起的輻射量及發(fā)電量折減；同時(shí)也未考慮該變化引起光伏電站占地面積、投資的差異。

本文將針對上述情況進(jìn)行研究，并分析由此引起的發(fā)電量損失和投資變化之間的關(guān)系，提出不同緯度光伏電站建議采用的日照時(shí)長。根據(jù)經(jīng)典公式進(jìn)行計(jì)算間距，下式
本文首先依據(jù)上式推算不同日照時(shí)長條件下全年逐天光伏陣列被遮擋的時(shí)段，可計(jì)算出全年逐天水平地面接受的輻射量。從而得出光伏陣列傾斜面全年可利用輻射量率（即可發(fā)電量率）。

同時(shí)，依據(jù)上式可得上述約束條件下的光伏陣列間距，從而得到光伏電站單位MWp占地面積。因占地面積的變化將引起光伏電站部分材料投資變化（例如電纜投資）、土地費(fèi)用變化等。

為簡化投資變化的計(jì)算，光伏電站造價(jià)取值原則如下

1）電站除因占地引起的設(shè)備、材料投資變化外，其它投資不變；

2）光伏組件單價(jià)取4.5元/Wp、逆變器單價(jià)取0.5元/Wp。其它材料價(jià)格均參考電力定額價(jià)格；

3）不考慮因地形變化引起的投資變動(dòng)；

4）土地征占按照有償、無償兩種方式分別計(jì)算，土地價(jià)格取0.5萬元/畝。

結(jié)合表1與圖1～圖2，分析上述計(jì)算結(jié)果，可得如下結(jié)論

1）日照時(shí)長不同的條件下，低緯度地區(qū)電站可利用輻射值比例、可發(fā)電量比例顯著變化。而高緯度地區(qū)電站可利用輻射值比例、可發(fā)電量比例變化不明顯。且低緯度地區(qū)電站投資差異較??；而高緯度地區(qū)電站投資差異顯著?？梢钥闯鲭S著緯度增高引起電站占地面積增大，導(dǎo)致電站投資顯著增加。

2）日照時(shí)長相同的條件下，高緯度地區(qū)電站可發(fā)電量比例均高于低緯度地區(qū)。電站可發(fā)電量比例與緯度呈正相關(guān)。

3）緯度低于25?時(shí)，可發(fā)電量比例的增加高于投資比例的增加；反之，緯度高于30?時(shí)，投資比例的增加則高于可發(fā)電量比例的增加。故建議低緯度地區(qū)光伏電站的日照時(shí)長增至7～8小時(shí)，高緯度地區(qū)的日照時(shí)長則應(yīng)減至6小時(shí)以下。

4）而緯度介于25?～30?時(shí)，在日照時(shí)長為6～7小時(shí)情況下，投資比例的增加與發(fā)電量的比例的增加基本一致。故建議此時(shí)日照小時(shí)數(shù)可取6～7小時(shí)。

5）由圖2分析得知隨著日照時(shí)長的增大，可發(fā)電量比例曲線與投資比例曲線的交點(diǎn)向低緯度偏移。由此得出各緯度的最佳日照時(shí)長曲線，如圖3。

按照上述結(jié)論以建設(shè)在緯度40?的光伏電站為例，按照日照時(shí)長為6小時(shí)理論上電站可發(fā)電率99.19％，電站占地28.47畝；如按照圖3中日照時(shí)長取5小時(shí)理論上電站可發(fā)電率99.67％，電站占地25.58畝。電站可發(fā)電率減少0.48％，電站占地面積減少2.89畝（10.15％）。按照前文的造價(jià)原則，電站按照土地有償、無償?shù)姆绞剑謩e減少投資約8.57萬元（10.13％）、7.13萬元（10.13％）。可見，光伏電站選取最佳日照時(shí)長后效益顯著。

綜上所述光伏電站陣列間距的計(jì)算應(yīng)依據(jù)緯度、投資水平的不同進(jìn)行分析并論證。如該地區(qū)已有實(shí)測光資源數(shù)據(jù)，還應(yīng)結(jié)合光資源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以期達(dá)到節(jié)約土地、控制投資、提高電站收益的目的。