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。
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)濟性分析的參考。