光伏电站方阵前后间距如何计算？

一、影响影子长度的因素

光伏方阵前后留有间距，其根本原因是避免阴影遮挡带来的发电量损失。因此，我们就要计算影子的长度。

影子的长度跟哪些因素有关系呢？

1）成影物体的高度H。这个不用解释，肯定H越大，影子越长。

2）项目地点（经度、纬度）。主要是纬度，纬度越大，影子越长。

3）不遮挡时间T。中午的影子长度和傍晚的差距很大，T越长，长度会成倍的增加。

4）地势情况。如果有南向的坡度，影子长度肯定会小；反之，北向坡度则需要增大影子长度。

二、阵列间距的计算

上图中：

L为光伏组件组成的倾斜面长度，D1为倾斜面投影，D2为前排的影子长度，H为倾斜面的相对高度；

a为太阳高度角，β为倾斜面角度。

如上图，前排到后排的间距由两部分组成D1和D2。

D1=L cosβ

在计算D2 时应注意，由于太阳光会偏东或偏西，图中的“太阳光线”实际为“阳光射线”的投影。不好理解？看一下三维图吧（为看起来清晰，将前后两个阵列抽象成两块板子）。

图中γ为太阳偏东或偏西产生的方位角。

∵ H /S = tana ∴ S = H / tana

∵ S/D2 = cosγ ∴D2= S/ cosγ = (H cosγ)/ tana

∵ H = L sinβ ∴D2 = (L sinβcosγ)/ tana

因此，

那a、γ如何计算？

太阳高度角a计算：

sinα=sinφsinδ+cosφcosδcosω

太阳方位角γ计算：

cosγ=(sinαsinφ-sinδ)/ (cosαcosφ )

其中，为当地纬度，δ太阳赤纬角，ω为时角。

1）太阳赤纬角δ

从天赤道沿着天体的时圈至天体的角度称为该天体的赤纬。以天赤道为赤纬0°，向北为正，向南为负，分别从0°到90°。日赤纬的变化范围在－23°27'～+23°27'之间。

δ(deg)=[0.006918-0.399912cos(b)+0.070257sin(b)-0.006758cos(2b)+0.000907sin(2b)-0.002697cos(3b)+0.00148sin(3b)](180/pi)

pi=3.1415926为圆周率；b(deg)=2*pi*(N-1)/365，单位为度(deg)；

但一般计算时用下面这个简化公式。

sinδ=0.39795cos[0.98563(N-173)]

2）时角ω

在地球上，同一时刻，对同一经纬度的人来说，太阳对应的时角是相同的。单位时间地球自转的角度定义为时角ω，规定正午时角为0，上午时角为负值，下午时角为正值。地球自转一周360度，对应的时间为24小时，即每小时相应的时角为15度。

计算公式：ω=15×（ST-12）

其中ST为太阳时。

如果我们选择真太阳时9点~12点（6小时不遮挡），则ω为45°；而在一些日照时间长的地区，可以根据实际的观测数据，将不遮挡时间增加为7小时，则ω为60°。

三、冬至日阵列间距的计算

冬至日太阳直射南回归线，是太阳离我们最远的一天。这天，北半球全年中白天最短、夜晚最长的一天。因此，是北半球影子长度最长的一天。

用软件对同一遮挡物的影子长度进行计算，结果如下图所示。

从上图可以看出，冬至日的影子长度是最长的。因此，在工程中，常用冬至日的参数来计算太阳赤纬角δ，计算阵列间距。

D2 = (L sinβcosγ)/ tana

这个公式，如果按冬至日条件考虑：δ= -23.45°，6小时不遮挡ω=45°，

则上述公式可以简化为：

但我更喜欢用下面这套相对较原始的公式进行计算，我可以根据项目的实际情况，对参数进行一些调整。

公式1：

公式2：sinα=sinφsinδ+cosφcosδcosω

公式3：cosγ=(sinαsinφ-sinδ)/(cosαcosφ )

公式4：sinδ=0.39795cos[0.98563(N-173)]