基于PVsyst 的斜单轴光伏跟踪系统倾角及发电量计算

以包头光伏电站项目为例,基于PVsyst计算此项目所用斜单轴跟踪系统倾角及发电量,并进行了首年发电量和25年发电量的计算。项目概述太阳能资源情况包头光伏电站项目位于包头市石拐区五当召镇青山村,建设容量为100MWp,场址坐标约为40°08′N~40°41′N,110°7′E~111°58′E,海拔高
Admin     2018-9-3 15:12:02

  以包头光伏电站项目为例,基于PVsyst计算此项目所用斜单轴跟踪系统倾角及发电量,并进行了首年发电量和25年发电量的计算。


  项目概述太阳能资源情况


  包头光伏电站项目位于包头市石拐区五当召镇青山村,建设容量为100MWp,场址坐标
  约为40°08′N~40°41′N,110°7′E~111°58′E,海拔高程约为1400m,地形坡度在20°~60°之间。

  厂区主要地形有村庄整体搬迁后遗留下的闲置土地,以及被破坏的耕地、林地和荒山;有已开采完毕或者已关停的露天煤矿形成的大面积废墟;有由于煤炭开采,产生的大量煤炭洗矸形成的煤矸石山,占地面积约为13.3km2。项目所在地太阳能资源十分丰富,全区年总辐射值由东北向西南呈逐渐递增趋势。包头市年辐射值在1400~1750kWh/m2之间,年日照时数在2700~3300h之间。


  单轴跟踪系统调节倾角计算


  本项目采用倾角可调的斜单轴跟踪系统,采用PVsyst软件通过统计分析得出一年调节2次、一年调节4次、一年调节6次的调节角度,并统计出一年调节2次、一年调节4次、一年调节6次和固定支架在1~12月每月组件表面月总辐照量。通过统计分析可看出,一年调节4次比一年调节2次的组件表面日总辐照量提升0.68%,其次是一年调节6次比一年调节4次的组件表面日总辐照量提高0.14%;同时可看出,达到最佳调节次数后,再增加调节次数,组件表面日总辐照量提升幅度越来越小。综合考虑,选择一年调节4次的方案经济性最高[1]。

  综上,本工程采用一年调节4次的方案,调节角度及时间如表1所示。



  表2列出了光伏阵列倾角从0°~60°的全年每个月组件表面的日总辐射量情况。其中深色表示了不同倾角下1~12月每月组件表面日总辐照量的最大值。本次计算以一年调节4次为例;将12个月分类,倾角接近的月份归为一个调节周期,由此调节的时间分别为,11月~次年2月为1次,3~4月为1次,5~8月为1次,9~10月为1次;将每个调节周期对应的几种角度下的辐照量累加,辐照量累加值最大时对应的角度即为本调节周期的最佳角度。



  跟踪系统发电量计算


  光伏发电系统发电量测算一般都需要借助软件完成,现使用较多的软件有RETScreen、Meteonorm、PV*SOL、PVsyst等[2]。本项目采用国际通用软件PVsyst,针对连续可调,可在PVsyst中参考斜单轴跟踪系统模型,并对斜单轴跟踪系统倾角进行4次设置,模拟可调方案。


  1)东西倾角60°时模型如图1所示。



  2)组件、逆变器建模。通过PVsyst建立所使用的单晶组件模型,具体如图2所示。逆变器模型如图3所示。



  通过模拟可得出:按照一年调节4次计算倾角可调的斜单轴跟踪系统发电量,当东西方向倾角为60°时,选取1月、2月、11月、12月的发电量;当东西方向倾角为15°时,选取5月、6月、7月、8月的发电量;当东西方向倾角为38°时,选取3月、4月的发电量;当东西方向倾角为46°时,选取其中9月、10月的发电量[3]。

  综上所述,可得出本工程首年及25年总体发电量如表3所示。由表4可知,100MWp规模光伏电站首年发电量为19267.30万kWh,25年内总发电量432897.70万kWh,25年平均发电量17315.91万kWh。



  结束语


  本文借助具体项目介绍了PVsyst软件在光伏电站设计中的应用,详细分析了斜单轴跟踪系统倾角和发电量计算方法,可作为后期项目经济性分析的参考。



来源:太阳能杂志




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