以包頭光伏電站項目為例，基于PVsyst計算此項目所用斜單軸跟蹤系統(tǒng)傾角及發(fā)電量，并進(jìn)行了首年發(fā)電量和25年發(fā)電量的計算。
項目概述太陽能資源情況
包頭光伏電站項目位于包頭市石拐區(qū)五當(dāng)召鎮(zhèn)青山村，建設(shè)容量為100 MWp，場址坐標(biāo)
約為40°08′N～40°41′N，110°7′E～111°58′ E，海拔高程約為1400 m，地形坡度在20°～60°之間。
廠區(qū)主要地形有村莊整體搬遷后遺留下的閑置土地，以及被破壞的耕地、林地和荒山;有已開采完畢或者已關(guān)停的露天煤礦形成的大面積廢墟;有由于煤炭開采，產(chǎn)生的大量煤炭洗矸形成的煤矸石山，占地面積約為13.3 km2 。項目所在地太陽能資源十分豐富，全區(qū)年總輻射值由東北向西南呈逐漸遞增趨勢。包頭市年輻射值在1400～1750 kWh/m2之間，年日照時數(shù)在2700～3300 h之間。
單軸跟蹤系統(tǒng)調(diào)節(jié)傾角計算
本項目采用傾角可調(diào)的斜單軸跟蹤系統(tǒng)，采用PVsyst軟件通過統(tǒng)計分析得出一年調(diào)節(jié)2次、一年調(diào)節(jié)4次、一年調(diào)節(jié)6次的調(diào)節(jié)角度，并統(tǒng)計出一年調(diào)節(jié)2次、一年調(diào)節(jié)4次、一年調(diào)節(jié)6次和固定支架在1～12月每月組件表面月總輻照量。通過統(tǒng)計分析可看出，一年調(diào)節(jié)4次比一年調(diào)節(jié)2次的組件表面日總輻照量提升0.68%，其次是一年調(diào)節(jié)6次比一年調(diào)節(jié)4次的組件表面日總輻照量提高0.14%;同時可看出，達(dá)到最佳調(diào)節(jié)次數(shù)后，再增加調(diào)節(jié)次數(shù)，組件表面日總輻照量提升幅度越來越小。綜合考慮，選擇一年調(diào)節(jié)4次的方案經(jīng)濟(jì)性最高[1]。
綜上，本工程采用一年調(diào)節(jié)4次的方案，調(diào)節(jié)角度及時間如表1所示。
| 表1? ?不同月份的調(diào)節(jié)角度 | |||
| 月份 | 調(diào)節(jié)角度 | 月份 | 調(diào)節(jié)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列出了光伏陣列傾角從0°～60°的全年每個月組件表面的日總輻射量情況。其中深色表示了不同傾角下1～12月每月組件表面日總輻照量的最大值。本次計算以一年調(diào)節(jié)4次為例;將12個月分類，傾角接近的月份歸為一個調(diào)節(jié)周期，由此調(diào)節(jié)的時間分別為，11月～次年2月為1次，3～4月為1次，5～8月為1次，9～10月為1次;將每個調(diào)節(jié)周期對應(yīng)的幾種角度下的輻照量累加，輻照量累加值最大時對應(yīng)的角度即為本調(diào)節(jié)周期的最佳角度。
跟蹤系統(tǒng)發(fā)電量計算
光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量測算一般都需要借助軟件完成，現(xiàn)使用較多的軟件有RETScreen、Meteonorm、PV*SOL、PVsyst等[2]。本項目采用國際通用軟件PVsyst，針對連續(xù)可調(diào)，可在PVsyst中參考斜單軸跟蹤系統(tǒng)模型，并對斜單軸跟蹤系統(tǒng)傾角進(jìn)行4次設(shè)置，模擬可調(diào)方案。
1)東西傾角60°時模型如圖1所示。
| 傾角 | 1月 | 2月 | 3月 | |?4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 | 合計 |
| 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)組件、逆變器建模。通過PVsyst建立所使用的單晶組件模型，具體如圖2所示。逆變器模型如圖3所示。
通過模擬可得出：按照一年調(diào)節(jié)4次計算傾角可調(diào)的斜單軸跟蹤系統(tǒng)發(fā)電量，當(dāng)東西方向傾角為60°時，選取1月、2月、11月、12月的發(fā)電量;當(dāng)東西方向傾角為15°時，選取5月、6月、7月、8月的發(fā)電量;當(dāng)東西方向傾角為38°時，選取3月、4月的發(fā)電量;當(dāng)東西方向傾角為46°時，選取其中9月、10月的發(fā)電量[3]。
綜上所述，可得出本工程首年及25年總體發(fā)電量如表3所示。由表4可知，100 MWp規(guī)模光伏電站首年發(fā)電量為19267.30萬kWh，25年內(nèi)總發(fā)電量432897.70萬kWh，25年平均發(fā)電量17315.91萬kWh。
結(jié)束語
本文借助具體項目介紹了PVsyst軟件在光伏電站設(shè)計中的應(yīng)用，詳細(xì)分析了斜單軸跟蹤系統(tǒng)傾角和發(fā)電量計算方法，可作為后期項目經(jīng)濟(jì)性分析的參考。
文章來源：太陽能雜志
