基于PVsyst的斜单轴光伏跟踪系统倾角及发电量计算

作者: | 发布日期: 2018 年 09 月 04 日 17:45 | 分类: 行业知识

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100 MWp,场址坐标

约为40°08′N~40°41′N,110°7′E~111°58′ E,海拔高程约为1400 m,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13.3 km2 。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1400~1750 kWh/m2之间,年日照时数在2700~3300 h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1   不同月份的调节角度
月份 调节角度 月份 调节角度
1月 60° 7月 15°
2月 60° 8月 15°
3月 38° 9月 46°
4月 38° 10月 46°
5月 15° 11月 60°

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。

倾角 1月 2月 3月 | 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 合计
26° 4.76 5.35 5.77 6.34 6,57 6.28 5.88 5.87 5.85 5.4 4.43 4.23 66.73
27° 4.83 5.41 5.8 6.34 6,56 6.25 5.86 5.87 5.87 5.44 4.48 4.29 67
28° 4.89 5.46 5.83 6.34 6.54 6.23 5.84 5.86 5.88 5.48 4.53 4.36 67.24
29° 4.95 5.51 5.86 6.34 6.52 6.2 5.81 5.85 5.9 5.53 4,58 4.42 67.47
30° 5.02 5.56 5.89 6.34 6.5 6.47 5.79 5.84 5.92 5.57 4.63 4.47 67.7
31° 5.08 5,6 5.91 6.34 6.48 6.13 5.76 5.83 5.93 5.6 4,68 4.53 67.87
32° 5.13 5.65 5.93 6.34 6.45 6.1 5.74 5.82 5.94 5.64 4.73 4.59 68.06
33° 5.19 5.69 5 96 6.33 6.42 6.06 5.71 5.81 5.95 5.67 4.78 4.64 68.21
34° 5.25 5.74 5.98 6.33 6.4 6.03 5.68 5.79 5.96 5.71 4.82 4.7 68.39
35° 5.3 5.78 6 6.32 6.37 5.99 5.64 5.78 5.97 5.74 4.87 4.75 68.51
36° 5.35 5.82 6.01 6.31 6.34 5.96 5.61 5.76 5.97 5.77 4.91 4.8 68.61
37° 54 5.85 6.03 6.3 6.3 5.92 5.58 5.74 5.98 5.8 4.95 4.85 68.7
38° 5.45 5.89 634 628 6.27 5.88 5.54 5.72 5.98 5.83 4,99 4,9 68.87
39° 5.5 5.92 6.06 6.27 6.23 5.84 5.5 5.7 5.98 5.85 5.03 4.94 68.82
40° 5.55 5.96 6.07 6.25 6.2 5.8 5.47 5.68 5.98 5.88 5.06 4.99 6S.89
41° 5.59 5.99 6.08 6.23 6.16 5.76 5.43 5.66 5.98 5.9 54 5.03 68.91
42° 5.64 6.02 6.08 6.21 6.12 5.72 5.40 5.63 5.97 5.92 5.13 5.08 68.92
43° 5.68 6.05 6.09 6.19 6.07 5.67 5.36 5.6 5.97 5.94 5.17 5.12 68.91
44° 5.72 6.07 6.09 6.17 6.03 5.62 5.32 5.58 5.96 5.96 5.2 5.16 68.88
45° 5.76 6,1 6.1 6.15 5.98 5.58 5.28 5.55 5.95 5.97 523 5.19 68.84

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,100 MWp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。

文章来源:太阳能杂志

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