占地集約化光伏陣列的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及太陽能光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種占地集約化光伏陣列。
【背景技術(shù)】
[0002] 過去光伏組件成本高，占到整個光伏系統(tǒng)成本的70%，相比其他成本，降低光伏組 件成本一直處于焦點位置，隨著國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大和技術(shù)的提升，光伏組件成本正 在逐步下降，價格甚至低到每瓦0.42美元，±地成本、人工成本、支架成本等問題逐漸突出， 尤其是±地成本日益增長，電站投資者的收益預(yù)期提升空間因為±地面積有限受到了限 審IJ;大部分企業(yè)從提高光伏板轉(zhuǎn)換效率出發(fā)，增加單位占地面積發(fā)電量，W減少占地，而目 前光伏技術(shù)日趨成熟，有時花費大量資源也只提高了很少效率，其實提高光伏板轉(zhuǎn)換效率 只是辦法之一，換個角度出發(fā)，選擇合適的光伏模塊安裝方式或光伏陣列布置方法便可大 量減少占地面積，節(jié)約安裝成本、支架成本，同時增強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0003] 另外，在目前的實際工程應(yīng)用中，固定式安裝光伏組件通常采取北締地區(qū)正南朝 向或者南締地區(qū)正北朝向布置，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐木喍萕-個合適傾角進行安裝;此安裝傾角 偏小時，光伏組件上容易堆積灰塵、雪、隨屑等，影響發(fā)電效率，相比之下，加大安裝傾斜角 度，利于重力結(jié)合降水、風(fēng)的作用保持板面干凈，進行自我清潔，但是傾斜角度加大的同時， 也會加大太陽照射時模塊產(chǎn)生的陰影面積，導(dǎo)致模塊間相互遮擋;并且光伏發(fā)電在早上和 傍晚發(fā)電量很少，集中在正中午發(fā)電，只能通過蓄電池不停調(diào)節(jié)W滿足負載需求，大大減少 蓄電池使用壽命；因此，在確保單位占地面積發(fā)電量的基礎(chǔ)上增大安裝傾角W及確保光伏 發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電平穩(wěn)也是目前研究重點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種占地集約化光伏陣列：主要由光伏組 件W及連接件構(gòu)成，兩塊光伏組件分別朝東、朝西方向W傾角e對稱放置;光伏組件兩端均 設(shè)有L型連接構(gòu)件，通過螺栓將兩塊同型號光伏組件的L型連接構(gòu)件固定在一起，由此構(gòu)成 一個光伏模塊;光伏模塊通過雙排孔C型鋼固定連接在一起組成光伏陣列。
[000引該占地集約化光伏陣列W最佳傾角分別朝東、西對稱放置，減少光伏組件陰影間 距，光伏組件上反射的太陽光也會反射到相對面光伏組件上，能減少光伏組件間因遮擋產(chǎn) 生的陰影，提高太陽福射利用率，節(jié)約±地成本。
[0006]通過建立傾斜面上瞬時光福射量數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出兩塊光伏組件分別朝東、西對 稱放置時的年聚福射量計算方法，W全年單位占地面積上光伏組件接受太陽年福射量最大 為基準，計算出光伏組件最佳放置傾角0，具體計算過程如下：

6)根據(jù)考慮到陰影遮擋損失隨傾角增大而增大;在一定角度范圍內(nèi)年福射量隨光伏組 件傾角增大而增大;超過一定角度時，年福射量隨光伏組件傾角增大而減少;通過MATLAB建 模仿真，W單位占地面積上光伏組件年福射量最大為基準，計算得到光伏組件最佳傾角0。
[0007] 計算得出的傾角相比傳統(tǒng)布置方式的傾角要大，利于重力結(jié)合降水、風(fēng)的作用保 持板面干凈，進行自我清潔，增加光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率，減少人工清洗費用。
[0008] 同時，該布置方式能錯開正中午光伏組件大量發(fā)電，削減中午發(fā)電量，而增加其他 時間段發(fā)電量，并且延長日發(fā)電時間，運能夠更好的滿足負荷需求，減少蓄電池充放電次 數(shù)，能有效減少光伏組件高溫老化。
[0009] 雙排孔C型鋼與單排孔C型鋼不同之處在于它有兩排孔桐，兩個光伏模塊分別通過 兩排孔桐由雙槽轉(zhuǎn)角連接件固定在雙排孔C型鋼上，運樣可W使光伏模塊間相互固定，同時 共用一根雙排孔C型鋼可節(jié)省材料;并根據(jù)孔桐個數(shù)調(diào)節(jié)光伏組件最佳安裝傾角，安裝方 便，提升了安裝效率。
[0010] 雙槽轉(zhuǎn)角連接件由類似E型鋼片結(jié)構(gòu)組成兩個卡槽口的轉(zhuǎn)角連接件，可同時固定 兩塊相鄰光伏模塊。
[0011] 兩塊光伏組件可W起到一個相互支撐作用，加上與雙排孔C型鋼剛好構(gòu)成近等腰 =角形結(jié)構(gòu)，安裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，大大增加了光伏模塊的抗載能力，不需要跟傳統(tǒng)光伏組件安裝 方式一樣花大量光伏支架固定組件，此模塊可直接就地安裝，安裝簡捷，節(jié)約了支架成本和 人工安裝成本。
[0012] 匯流箱通過兩根單排C型鋼與雙排孔C型鋼連接，固定在光伏組件下，可W減少光 伏組件相互之間的連線，接線方便，節(jié)省光伏電纜，同時對匯流箱起到遮陽擋雨效果，有效 減少部件和設(shè)備老化，增強設(shè)備使用壽命。
[0013] 本發(fā)明的技術(shù)效果在于:該占地集約化光伏陣列布置緊湊合理;節(jié)約占地面積，提 高了 ±地利用效率;增加單位面積發(fā)電量;安裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗載能力強;安裝方便，有效節(jié)約 安裝成本;發(fā)電平穩(wěn)，延長日發(fā)電時間。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明光伏陣列立體圖。
[001引其中，l-a:第1列朝東面光伏組件a;l-b:第1列朝西面光伏組件b;2-a:第2列朝東 面光伏組件a; 2-b:第2列朝西面光伏組件b; b:光伏陣列列間距;0:光伏組件安裝傾角。
[0016 ]圖2為本發(fā)明光伏模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0017] 圖3為本發(fā)明光伏模塊間連接結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 圖4為本發(fā)明光伏模塊立體圖。
[0019] 其中，A:光伏組件A; B:光伏組件B; C:連接件;D:雙槽轉(zhuǎn)角連接件;E:雙排孔C型鋼； F:匯流箱;G:單排C型鋼。
【具體實施方式】
[0020] 為了進一步描述本發(fā)明的上述特征及其優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作 進一步的說明。
[0021] 參見圖1，圖1為本發(fā)明光伏陣列立體圖。定義了X、Y和Z坐標，在該情況下，正X向和 負X向分別表示正東和正西方向，正Y向和負Y向分別表示正南和正北方向。光伏組件1-a朝 東放置，光伏組件1-b朝西放置，W同樣方式布置組成光伏陣列2;并根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)所在 地理位置的締度，W單位占地面積上接受太陽年福射量最大為基準，計算出光伏組件最佳 放置傾角e。相比傳統(tǒng)光伏陣列布置方式，增大在光伏組件上太陽福射面積，減少光伏組件 陰影間距，增加了單位占地面積太陽福射量和電量；同時，光伏組件上反射的太陽光會反射 到相對面光伏組件上。如圖中光伏組件1-b反射的太陽光也會被相對面光伏組件2-a接收， 可減少光伏組件2-a因遮擋產(chǎn)生陰影，提高太陽福射利用率，在有限的±地更多的利用太陽 能資源，從而減少光伏發(fā)電系統(tǒng)占地面積，節(jié)約±地成本。
[0022] 參見圖2,圖2為本發(fā)明光伏模塊結(jié)構(gòu)圖。光伏組件A與光伏組件B均通過延伸部分 構(gòu)成L型連接結(jié)構(gòu)，方便連接。連接件C將光伏組件A、光伏組件B頂端通過螺栓固定，構(gòu)成一 個轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)。雙槽轉(zhuǎn)角連接件D將光伏組件A、光伏組件B底端固定在雙排孔C型鋼E上;光伏 組件A、光伏組件B和雙排孔C型鋼E組成一個等腰=角形結(jié)構(gòu)。運種占地集約化光伏陣列布 前后都有光伏組件，能擋住背面吹來的風(fēng)，加上本身穩(wěn)定的=角形結(jié)構(gòu)，抗風(fēng)抗雪等抗載能 力強，光伏陣列能夠長期承受風(fēng)吹日曬雨淋;另外，安裝結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單，可實現(xiàn)就地安裝，節(jié) 約人工安裝成本和支架成本。
[0023] 參見圖3,圖3為本發(fā)明光伏模塊間連接結(jié)構(gòu)圖。雙槽轉(zhuǎn)角連接件D同時固定兩塊相 鄰光伏組件;雙排孔C型鋼E與單排孔C型鋼不同之處在于它有兩排孔桐，兩個光組分別通過 兩排孔桐由雙槽轉(zhuǎn)角連接件D固定在雙排孔C型鋼E上，運樣可W使光伏模塊間相互固定，同 時共用一根雙排孔C型鋼E可節(jié)省材料，并根據(jù)孔桐個數(shù)調(diào)節(jié)光伏組件最佳安裝傾角，安裝 方便，提升了安裝效率。
[0024] 參見圖4,圖4為本發(fā)明光伏模塊立體圖。光伏組模塊間通過雙排孔C型鋼E固定連 接在一起組成列;匯流箱F通過兩根單排C型鋼G固定在光伏組件A下面，運種結(jié)構(gòu)可W減少 光伏組件相互之間的連線，接線方便，節(jié)省光伏電纜，同時對匯流箱起到遮陽擋雨效果，有 效減少部件和設(shè)備老化，增強設(shè)備使用壽命。
【主權(quán)項】
1. 一種占地集約化光伏陣列，主要由光伏組件W及連接件構(gòu)成，其特征在于:兩塊光伏 組件分別朝東、朝西方向W傾角防f稱放置;光伏組件兩端均設(shè)有L型連接構(gòu)件，通過螺栓將 兩塊同型號光伏組件的L型連接構(gòu)件固定在一起，由此構(gòu)成一個光伏模塊;光伏模塊通過雙 排孔C型鋼固定連接在一起組成光伏陣列。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的占地集約化光伏陣列布置方法，其特征在于，通過建立傾斜面 上瞬時光福射量數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出兩塊光伏組件分別朝東、西對稱放置時的年聚福射量計 算方法，W全年單位占地面積上光伏組件接受太陽年福射量最大為基準，計算出光伏組件 最佳放置傾角β，包括W下步驟：步驟4:在步驟1-3基礎(chǔ)上，考慮到陰影遮擋損失隨傾角增大而增大;在一定角度范圍內(nèi) 年福射量隨光伏組件傾角增大而增大;超過一定角度時，年福射量隨光伏組件傾角增大而 減少;通過MATLAB建模仿真，W單位占地面積上光伏組件年福射量最大為基準，計算得到光 伏組件最佳傾角0。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的占地集約化光伏陣列，其特征在于:兩個光伏模塊分別通過兩 排孔桐由雙槽轉(zhuǎn)角連接件固定在雙排孔C型鋼上，通過孔桐個數(shù)調(diào)節(jié)光伏組件安裝傾角。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的占地集約化光伏陣列，其特征在于:雙槽轉(zhuǎn)角連接件由類似E 型鋼片結(jié)構(gòu)組成兩個卡槽口的轉(zhuǎn)角連接件，可同時固定兩塊相鄰光伏模塊。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的占地集約化光伏陣列，其特征在于:光伏組件與雙排孔C型鋼 構(gòu)成近等腰Ξ角形結(jié)構(gòu)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的占地集約化光伏陣列，其特征在于:匯流箱通過兩根單排C型 鋼與雙排孔C型鋼連接，固定在光伏組件下。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種占地集約化光伏陣列。該占地集約化光伏陣列包括多個光伏模塊，每個光伏模塊由兩塊光伏組件以及連接件構(gòu)成，兩塊光伏組件通過中間連接件連接，一塊朝東向以一定傾斜角安裝，另一塊則以對稱形式朝西向安裝；兩個光伏模塊分別通過雙槽轉(zhuǎn)角連接件固定在雙排孔C型鋼上組成列，并根據(jù)孔洞個數(shù)調(diào)節(jié)光伏組件最佳安裝傾角；此安裝傾角綜合考慮所在緯度、太陽輻射量、產(chǎn)生陰影距離等因素計算得出。該光伏陣列，布置緊湊合理，提高土地利用效率，增加單位面積發(fā)電量；安裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，抗載能力強；安裝方便，有效節(jié)約安裝成本；發(fā)電平穩(wěn)，延長日發(fā)電時間。
【IPC分類】H02S10/00, H02S20/00
【公開號】CN105553386
【申請?zhí)枴緾N201610001112
【發(fā)明人】周艷紅, 徐林波, 李晟, 肖慧明, 周青, 宋雙飛
【申請人】珠海興業(yè)綠色建筑科技有限公司, 珠海興業(yè)新能源科技有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月5日