平單軸系統(tǒng)跟蹤軌跡計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種平單軸系統(tǒng)跟蹤軌跡計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在的平單軸跟蹤方法主要分為視日軌跡跟蹤和傳感器跟蹤。視日軌跡跟蹤方 式有完全跟蹤不考慮陰影遮擋和出現(xiàn)陰影回轉(zhuǎn)一定角度兩種跟蹤方式，前者會(huì)使組件出現(xiàn) 大比例陰影遮擋造成功率損失，后者會(huì)使系統(tǒng)的入射角太大而使系統(tǒng)不會(huì)處于最大發(fā)電狀 〇
[0003] 現(xiàn)在平單軸系統(tǒng)在光伏電站中的使用越來(lái)越多，并且關(guān)于平單軸的跟蹤軌跡的研 宄也很多，也有很多專(zhuān)利是關(guān)于這方面的研宄，并且關(guān)于陰影遮擋對(duì)組件的影響對(duì)光伏電 站的影響的文章也很多，如文獻(xiàn)[1-3]，文獻(xiàn)[1]介紹了不同比例的陰影遮擋情況下組件的 功率損失，文獻(xiàn)[2]介紹了局部陰影的模型建立方法，文獻(xiàn)[3]介紹了陰影對(duì)光伏電站的影 響。
[0004] 參考文獻(xiàn)
[0005] [1]張臻，沈輝，李達(dá).局部陰影遮擋的太陽(yáng)電池組件輸出特性實(shí)驗(yàn)研宄[J].太陽(yáng) 能學(xué)報(bào)，2012, 33(1) : 5-12.
[0006] [2]張翔，王時(shí)勝.局部陰影條件下光伏陣列建模及輸出特性研宄[J].電源技術(shù)， 2015,39(1) :203-206.
[0007] [3]程宇旭，李建泉.局部陰影遮擋對(duì)大型并網(wǎng)光伏電站影響的研宄.大功率變流 技術(shù)，2014,（5) ;49-53

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種平單軸系統(tǒng)跟蹤軌跡計(jì) 算方法。
[0009] 技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0010] 一種平單軸系統(tǒng)跟蹤軌跡計(jì)算方法，包括以下步驟：
[0011] 1)基本計(jì)算
[0012] (la)每日赤煒的計(jì)算方法
[0014] 式中n為1月1日至某日的天數(shù)；
[0015] (lb)每天不同時(shí)間的太陽(yáng)高度角
[0017] 式中屮:為所在地點(diǎn)煒度，t為每天不同的時(shí)間點(diǎn)；
[0018] (lc)每天不同時(shí)間的時(shí)角
[0019] ? = 15X (t-12) (3)
[0020] (Id)每天不同時(shí)間太陽(yáng)的水平投影與東西方向的夾角
[0021] ?細(xì)=|?+9〇| (4)
[0022] (le)每天不同時(shí)間太陽(yáng)在東西方向的投影角度
[0023] tanh投影=sinh/coshcos w東西(5)；
[0024] 2)設(shè)組件上的組件最佳遮擋長(zhǎng)度為X，組件的長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩塊組件之間的間距為m，組 件最佳遮擋比率k為 1
[0025] 3)計(jì)算平單軸系統(tǒng)在日出直到正午時(shí)的傾角軌跡，下午的軌跡和上午的傾角軌跡 關(guān)于正午時(shí)分中心對(duì)稱(chēng)：
[0026] 從日出到正午，組件傾角的跟蹤軌跡可以分為兩個(gè)部分：
[0027] (1)當(dāng)太陽(yáng)的高度角比較小
平單軸系統(tǒng)若保持組件與 太陽(yáng)光線垂直會(huì)造成電池片的大比例陰影遮擋，平單軸系統(tǒng)調(diào)整角度使組件處于最佳遮擋 狀態(tài)，即：
[0029] (2)當(dāng)太陽(yáng)高度角比較大：
，組件的表面一直與太陽(yáng) 光垂直，后一排組件的電池片不會(huì)被遮擋，平單軸系統(tǒng)會(huì)保持組件與太陽(yáng)光線一直垂直， 即：
[0031] 有益效果：本發(fā)明提供的平單軸系統(tǒng)跟蹤軌跡計(jì)算方法，使平單軸系統(tǒng)在太陽(yáng)高 度很低時(shí)可以產(chǎn)生小比例的陰影遮擋并讓組件的傾角增大，并分析不同比率遮擋情況下平 單軸系統(tǒng)的發(fā)電量，并討論平單軸系統(tǒng)的最佳遮擋比例，這樣可以增加平單軸系統(tǒng)的發(fā)電 量。（1)計(jì)算平單軸系統(tǒng)的跟蹤軌跡時(shí)可以根據(jù)平單軸系統(tǒng)組件在小比例遮擋情況下功率 損失情況來(lái)找到組件的最佳遮擋比率，然后可以根據(jù)公式計(jì)算出平單軸系統(tǒng)每日的跟蹤軌 跡。（2)當(dāng)平單軸系統(tǒng)太陽(yáng)高度很低時(shí)可以讓平單軸系統(tǒng)處于最佳遮擋比率下，一定程度下 增加了平單軸系統(tǒng)的傾角，這樣可以增加平單軸系統(tǒng)接受到的輻射量，由于小比率遮擋情 況下，平單軸系統(tǒng)的功率損失很小，所以只要找到平單軸系統(tǒng)的最佳遮擋比率即可以找到 平單軸系統(tǒng)的最佳跟蹤軌跡。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1為組件的示意圖；
[0033] 圖2和圖3分別為不同太陽(yáng)高度角時(shí)的組件示意圖；
[0034] 圖4為組件的跟蹤軌跡圖；
[0035] 圖5為使用PVsyst中的陰影模型；
[0036] 圖6為單塊電池被遮擋的百分比和組件功率損失百分比的關(guān)系圖；
[0037] 圖7為組件在小比例遮擋時(shí)的功率損失情況。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0039] 如圖1所示，一種平單軸系統(tǒng)跟蹤軌跡計(jì)算方法，
[0040] 1 ?基本計(jì)算
[0041] (1)每日赤煒的計(jì)算方法
[0043] 式中n為1月1日至某日的天數(shù)。
[0044] (2)每天不同時(shí)間的太陽(yáng)高度角
[0046] 式中砍為所在地點(diǎn)煒度，t為每天不同的時(shí)間點(diǎn)。
[0047] (3)每天不同時(shí)間的時(shí)角
[0048] ? = 15X (t-12) (3)
[0049] (4)每天不同時(shí)間太陽(yáng)的水平投影與東西方向的夾角
[0050] ?東西=| ? +90 | (4)
[0051] (5)每天不同時(shí)間太陽(yáng)在東西方向的投影角度
[0052] tanh投影=sinh/coshcos ?東西(5)
[0053] 2.平單軸跟蹤軌跡的計(jì)算方法
[0054] 假設(shè)組件上的組件最佳遮擋長(zhǎng)度為X，一般而言組件最佳遮擋長(zhǎng)度為組件電池片 距離組件邊框的距離，如圖1所示，組件的長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩塊組件之間的間距為m，組件最佳遮擋 比率k為
[0055] 當(dāng)早上或者晚上的時(shí)候，太陽(yáng)的高度非常低，太陽(yáng)光線在東西方向上的投影角度 也非常小，這時(shí)就可以使組件的遮擋比率k為，這樣平單軸系統(tǒng)可以盡量減小光線的入射
角，讓組件接受更多的輻射量來(lái)提高組件的發(fā)電效率。
[0056] 因?yàn)樵诒舅惴ㄖ?，組件的傾斜角度是根據(jù)太陽(yáng)光線在東西方向上的投影來(lái)決定 的，而每天的太陽(yáng)高度角以12點(diǎn)為中心正好是對(duì)稱(chēng)的，也就是說(shuō)只需要計(jì)算平單軸系統(tǒng)在 日出直到正午時(shí)的傾角