根據《光伏電站設計規范》要求,光伏方陣應保證每天9:00~15:00(當地真太陽時)時段內無陰影遮擋,一般習慣上人們會認為冬至日影子最長,因此關注冬至日當天陰影的遮擋情況其實,陰影測算只關注冬至日是不夠的。

舉例證明:

假設一個長寬2m,高20m的柱子,緯度取35°。利用陰影計算工具,將這個柱子的陰影范圍給勾畫出來。

1、首先我們只考慮冬至日的情況,在影子長度計算工具中選擇日期為12月21日,如圖1所示:

干貨| 只關注冬至日也會造成遮擋?!光伏電站到底如何避開陰影?

圖1 影子長度計算工具設置界面

由此得到太陽時9點至15點的陰影的范圍,如圖2所示:

干貨| 只關注冬至日也會造成遮擋?!光伏電站到底如何避開陰影?

 

圖2 物體冬至日陰影范圍

我們在陰影范圍之外布置光伏方陣,如圖3所示,看起來沒什么毛病。

干貨| 只關注冬至日也會造成遮擋?!光伏電站到底如何避開陰影?
圖3 根據冬至日陰影范圍布置光伏方陣

2、但是我們再將日期設到6月21日,也就是夏至日看看。在影子長度計算工具中選擇日期為6月21日,勾畫得到陰影的范圍如圖4所示:

干貨| 只關注冬至日也會造成遮擋?!光伏電站到底如何避開陰影?
圖4 夏至日陰影范圍

居然有光伏方陣發生遮擋了!

3、再看看春分或者秋分,如圖5,居然也遮擋了!

干貨| 只關注冬至日也會造成遮擋?!光伏電站到底如何避開陰影?
圖5 春秋分日陰影范圍

總結:

通過圖2~圖5可以看到,該物體的陰影在夏至、春秋分、冬至的影子的范圍如圖6所示:

干貨| 只關注冬至日也會造成遮擋?!光伏電站到底如何避開陰影?

 

圖6 冬夏至、春秋分陰影范圍

(紅色為夏至、藍色為春秋分、黑色為冬至)

可以看出該物體全年的陰影范圍應該如圖7所示:

(由此再看之前認為9點~15點沒有遮擋的這些光伏方陣,實際有4個方陣是有遮擋出現的。)

干貨| 只關注冬至日也會造成遮擋?!光伏電站到底如何避開陰影?
圖7?光伏方陣的實際遮擋情況

在判斷物體的陰影遮擋范圍時,冬至日以外時間的陰影遮擋情況很容易被忽略。

(1)如果產生陰影遮擋的物體的高度相對于光伏方陣在尺度上并沒有太大差距時,這種忽略所導致的影響較小;

(2)但當物體的高度較高時,只考慮冬至日就會產生較大的偏差

(3)此外,這種情況在高緯度地區的影響大于在低緯度地區的影響。