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1、光伏电站阴影分析方法和手段为评估由位置所带来的阴影，使用了一种阴影分析法。为此，周围环境的阴 影轮廓在系统中被标记为一点，这一点通常在光伏阵列的中央。在系统较大或者要求更精确的情况下，阴影分析应当在多个点上进行。 周围环境的阴影轮廓可以通过下面的数据和设备取得：（1）位置图和太阳位置图；（2）醋酸盐上的太阳位置图；（3）阴影分析仪（数码相机和软件，或者阳光探测器）。1.使用位置图和太阳位置图 当使用位置图和太阳位置图时，需要测量距离和投影物的尺度。根据这些信 息可以计算出方位角和仰角。图1 物体仰角和方位角的计算仰角Y利用由光伏阵列的高度h ,投影物的高度h和它们之间的距离d计算出12来的：短
2、一济（血-趴、 丫 n arctan （）利用这种方法可以计算出太阳能系统周围所有障碍物的仰角，前提是要从观 测者那里取得物体的高度以及它们之间的距离。障碍物的方位角可以直接从位置 图或草图上得到。2.使用醋酸盐上的太阳位置图具有高度轴的太阳位置表也可辅以三角分割法来测量角度。这被印在醋酸盐 上并以半圆规律排列。观测者在光伏系统处透过图表看障碍物，可以直接读出并 记录下仰角和方位角。为了记录下更精确的观测角，还可以使用广角镜头，这也 被用在门的窥视孔上。图9-18、图9-19和图9-20说明了这种简易的阴影分析法。以下是由树导致的阴影的透射系数：（1）针叶树： T=0.30；（2）冬季中的落叶
3、树：T=0.64；3）夏季中的落叶树： T=0.23。图2使用醋酸盐上的太阳位置图测量物体的仰角和方位角 透射系数指出了太阳辐射对树的透射率。在有的仿真程序中应当考虑到这个 因素（比如PV-Sol）。图3周围环境的角度栅格惡署 屋 尸 UOPJ&H-OJ養图 带有阴影轮廓的柏林的太阳位置图阴影分析的结果是周围环境在太阳位置图上产生的阴影轮廓图。从图9-20中很容易读出指定月份的阴影水平。在该图中，我们可以看出 12 月21日该地的阴影有50%。在上午和午后，在这两个时间段阳光的穿透时间大约 为1小时。2月21日以后不会再出现更多的阴影。而且在3月到10月这段时间没有 阴影。更深入的评估可以以图
4、形方式进行，通过计算或使用仿真软件（比如SUNDI、 PV-Sol、PVS和SolEm,）进行分析。光伏阵列的几何形状以及组件的连接方式只 有在更复杂的仿真程序（比如PV-Cad和PV-SYST）里才被纳入考虑范畴。如果没有仿真软件，则需要知道安装场地每个月的辐射总量。这样才能从阴 影率中估算每个月的辐射损失，其中阴影率是根据太阳位置图计算出来的。 五带软件的阴影分析工具有多种带软件的阴影分析工具可供使用。使用它们可以进行更准确的分析而 不会像手动分析那样经常出错。阳光探测器使用了一块高度抛光的、透明的、凸起的塑料顶盖，它可以成像 出周围环境的全景。所有的树、建筑物和其它障碍物都可以在顶盖上被
5、反射并清 晰可见。由于它使用的是反射原理而不是显示实际阴影，所以只要是白天就可以 使用，无论是晴天还是多云。用它对场地进行分析时太阳的实际位置与之是毫不 相关的。正确的设置好阳光探测器（图9-21）后，就可以手动或者自动采集阴影 数据了。如果手动采集，在顶盖上看到的地平线反射的轮廓可以通过在单位那一 侧的小孔里插入一只白色标记笔（探测器自带的）并在下方的表上跟踪到。跟踪 曲线能正确的表示何时某障碍物将在某处投下阴影。可用数码相机对顶盖拍照并 使用软件对照片进行分析。通过使用这种方法，可以很简单并且很快速的对场地 进行评估。图5 阳光探测器Panorama Mas ter和HORIca tche
6、r提供了一个修正数码相机和相应软件的系 统，该系统可以自动的生成地平线。利用阴影分析仪（带软件数码相机）可以确 定物体的仰角和方位角。但照片必需水平拍摄，在安装点以至少180或者使用 鱼眼镜头进行拍照（图9-22）。图4拍照以评估一处地面系统的地平线Panorama Mas ter是一个用来保持并校正数码相机的水平系统。用它可以在 360内以特定的角度对周围的环境进行多次拍摄。经过特别设计的软件horizON 被用来缝合单张的照片以形成一幅完整的图像，它还可以自动的查找并把地平线 拖到一起（图9-23）。然后地平线会被输出为适宜的文件格式并在仿真软件（例 如PV-Sol和PVS ）中被处理。这
7、就意味着设计者不用再辛苦的手动输入数据了。 HORIca tcher使得将球面镜拍摄的单张地平线照片数字化成为可能，所提供的软 件还允许其数据被输入到其它仿真程序中。阴影分析的结果为由周围环境在太阳位置图上所导致的阴影的轮廓。从图上 可以很快的读出特定月份的阴影水平。在horizO N的举例中，在冬季的一天中场地中央被高层建筑物投影的时间恰 好在2个小时以下（从上午9:30到11:20）。另外，在日出和日落时阴影大概会出 现半小时。从3月到9月，右侧建筑物在下午5:00之后投下的阴影穿过场地的时间 为1到2小时。1图6使用horizO N程序生成地平线 使用合适的仿真软件可以对图表进行更进一步的评估。很多仿真软件都可以 计算辐射损失并根据这些近似值得出能量损失（比如PV-Sol. PVS和SolEm）。在 这里，阴影轮廓是由光伏阵列上的一个点（通常为阵列中心点）决定的，这个点 也会被输入程序中。在多数情况下这样做的精确性是足够的。对于图9-23中地平 线和典型的光伏系统，使用仿真软件PV-Sol计算出的辐射损失为9%,导致的能量 损失为 10%。然而，这同样是基于阴影能完全覆盖光伏阵列的假设。能量损失通常会比我 们根据阴影面积所推测的要大。更复杂的仿真软件如PVSYST、PVCad和 3DSolarwelt对阴影进行三维分析（图9-24），同时还能把不均匀的阴影分布考 虑在内。
