农光互补不同模式光资源分析

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1、农光互补不同模式光资源分析我国光资源分布我国属太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积 2/3 以上地区年日照时数大 于 2000 小时。我国太阳能资源分布图按照日照辐射强度上图中将我国分为四类地区。一类地区（最丰富带）全年辐射量在 6300MJ/m2 以上。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部、 新疆南部、河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东 部、西藏东南部等地。二类地区（很丰富带）全年辐射量在50406300MJ/m2。主要包括山东、河南、河北东南部、山西 南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建 南部、江苏中北部和安徽北部等地。三类地区（

2、较丰富带）全年辐射量在37805040MJ/m2。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的 一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。四类地区（一般带）全年辐射量在 3780MJ/m2 以下。主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳 能资源最少的地区。二、三类地区，年辐射量不小于3780MJ/m2，是我国太阳能资源丰富或较丰 富的地区，面积较大，约占全国总面积的 2/3 以上，具有利用太阳能的良好条件。 四类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。等级户资源等级编号沪年总箱肘旦乩j世打p年总笔鼎昌tm/ni?） *平均日辑射呂1壬耳1752n*504Q630014皿17503.目4.

3、 8*1in3780-50401忻 D14002, 9生齐_般门IV卫37B0p1050+N3表 1 我国光资源分布划分项目所在地光资源分析本农光互补项目位于安徽宿州。宿州简称为“宿”，安徽省地级市，宿州市 位于安徽省北部。地理位置东经11609，-11810、北纬3318，-3438。 襟连沿海，背倚中原，素有安徽省北大门之称。宿州市位于黄淮平原南端，属北温带半湿润季风气候，是南北冷暖空气交 汇的过渡地带，季风气候明显。宿州四季气候变化大，冬季的时间比较长，有四 个月之 久，比较寒冷；夏日炎热，持续时间较长；春秋两季很短，气候适宜， 雨水适中，空气潮湿。宿州多年平均降雨量为 840mm 左右

4、，降水量的年际变化大， 最大年 降雨是最小年降雨的 32 倍， 5-9 月份降雨占年降雨量的四分之三，常 以大雨、暴雨、特大暴雨形式出现，极易发生洪涝灾害。根据宿州的水平面光资源分析，该市年辐射量为1351.9kWh/m2，即 4866.84MJ/m2。属我国第三类太阳能资源区域，非常适合建设太阳能光伏发电项 目。水平面辐射量环境温度O a环墳逗度（%；大气履m 凤速(m/s)月66. 9:-（X弘62.30%ioe. s3. 3二月SO. 3. 1950.8OK102. 1-3,电三月-113. d5. 62-57.50K101. 7-3,3四月-142. 415.6953. 70S101”

5、，3, 2 -五月-165. 321.3750.60*ig 62. 9六月159, 2-3S-6167.30)4ICO. J.Z 7七月L42. 926.9880.10K9艮92. S八月133. 9,25,62p81.20K100.耳2,7九月-pi.阖21, 2ioo.2.6十月97. 815.9459. 40Kl&r 62. E十一月F68. 57.51-60.20S102-2. 9-十二月53. 9 -1.1960.80!t7 ce.乞g1351.914. 5&4.1 OK10L, 22.9表 2 宿州气象要素模式1光伏电站与农业的简单结合光伏和农业的简单结合，是在光伏阵列间距中，种植

6、农作物，两者结构上是 独立的，在空间布局上相互结合，选择种植低矮的农作物，或者提高光伏组件高 度，保证种植的农作物的高度低于光伏阵列，避免影响光伏发电。光伏电站建设方案：常规设计的大型地面光伏电站常采用光伏组件竖向双排布置。该地建设的光 伏电站可采用 260Wp 的光伏组件竖向双排 2X22 安装在一个支架单元上设计，22 块光伏组件串联为一个组串。1MW光伏电站，配置两台500kW逆变器和1台 1000KVA的就地变压器。每台逆变器接入96串光伏组串共549.12kWp。通过 PVsyst 进行模拟，宿州地区的光伏组件最佳角度为 27 度。方阵倾角确定后，要注意南北向前后方阵间要留出合理的间

7、距，以免前后 出现阴影遮挡，前后排间距为：冬至日（一年当中物体在太阳下阴影长度最长的 一天）上 午 9：00 到下午 3：00（真太阳时），光伏组件之间南北方向无阴影 遮挡。固定方阵安装好后倾角不再调整。光伏发电站设计规范中给出平整场 地光伏阵列 不被遮挡的阵列中心间距公式：式中：l为阵列斜面长度，e为组件倾角，e为项目所在地纬度。光伏阵 列中心间距为阵列斜面投影 D1 与间距 D2 之和。阵列间距示意图如图 3。图 3 光伏阵列间距示意图根据光伏阵列南北阵列中心间距计算公式，计算得中心间距 D=6.12 米，本 工程选用光伏阵列南北中心间距为 7 米。组件下端距离地面高度为 1 米（不考虑

8、农业种植的，一般大型地面光伏电站中，组件下端距离地面高度为 0.30.5 米）。组件倾斜面上辐射量为：表 3 组件倾斜面上辐射量对光伏阵列之间农业种植区的光资源分布，利用 PVsyst 建模，将光伏阵列 下方和阵列之间的区域，模型的第三排和第四排阵列中间区域（黄绿色中间区域），按照 1 米一个宽度、0.5 米一级高度划分网格，模拟阵列之间不同高度的、 位置的光资源，通过分析，全年的光资源立体分布图如下：护t图 4 PVsyst 内光伏阵列建模 l-i2 j*n -柯 8.72；&M,111B05.仇亦匚徹丿閃掘-囲廂丄克胭丄血A丄佣仞：4血IjI|p0血-测M；.却駅：；渤牴：”艇貶二盟讥丄朗

9、？”；.別点 幡RECZ何FE江一話115.62：观25：旳启；1042.6；1174.3： 1 9 - -骨壬严 *- &-图 5 光伏阵列间年辐射量立体分布图上图为光伏阵列种植区内的全年的光资源立体分布图，图中，A区一一G 区每区的宽度为 1 米。由图 5 中可以看到，光伏阵列之间的区域光资源最好，光 伏组件的 下方光资源较差。光伏阵列区的光资源分配与空间高度也有关系，从 上图中，我们可以看到，随着高度的增加，光伏组件下方的光资源在减少，而阵 列之间的光资源 在呈上升趋势，达到 80% 左右。各区域地面光资源占全年光资源的百分比如下：-p水平面八辐肘童厂各个汾区的地面月辆射握A区匚因Tj跌

10、E区+F丽G区亠65.826. 21T.咖15.昭22.豁28.28. 235. 5f二弘81.7.47,0iP13.和18. 96r26. 0135. 2p46.8.59.缶二冃101, Th49. 3&h-18, 66-28.妙社濟畑冷73, 2-凹月.-133日N珈21, 6835, 31 *53. 99 J103,2Ipl,?-199. 3153. 8-42 4323.盼43. 9283.714J125. 123116.3147.37. 224.师46. 7293. 36尹订宦和115.610七月152.弘30. 17.-24.妙曲.阳d9i.鬧1独茁130.8114.-八即133.

11、24&咖22.略;前砂乩跻10氐初汕4 知98,朋丸敗L2O.和S2. 6217. 5*12T.箱全年匸1321504.知239. 33-359. 45p593, &pE呱盘938.7940.4与无遮右对比1QQK-3叭1盼2珈B齐，76%表 4 各个分区的地面月辐射量给出了各个分区一年内各个月份的光资源分析。由于光伏电站无遮挡规定的 时间为当地真太阳时冬至日 9：0015：00之间，因此冬季农作物的高度要低于 前排组件上端到后排组件下端两者之间的连线。这一连线，也就是农业大棚棚顶 的设计依据。图5 和表4 中的数据是农光互补光伏电站中的时间、空间光资源分布数据。 常规光伏电站中的时间、空间光资源数据模拟、分析方法，也是光伏大棚、光伏 温室等其他各种类型农光互补光伏电站光资源分布分析的基础。由于篇幅所限，本文无法对各种农光互补类型展开更多的讨论，以及更加深 入的分析光资源分布情况、阴影遮挡情况，后续文章扩展农光互补类型和补充更 多的光资源分析。