[发明专利]利用阴影活动区增加太阳能光伏发电站发电量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用阴影活动区增加太阳能光伏发电站发电量的方法。

背景技术

目前全世界的太阳能光伏发电站有多种铺设安装太阳能光伏组件板的方式，由于固定支架方式最为经济，因此绝大多数都采用固定支架支撑光伏组件电池板（简称光伏组件板）的结构方案。一般的设计建造规则是各光伏组件板阵列之间留有间隔空地，此间隔空地即为光照阴影活动区（简称阴影活动区）。

图1是光伏组件板阵列的轴测图，图2是光伏组件板的阵列平面布置图。每个阵列单元由二行十列共二十块光伏组件板10组成。由图可见，阴影活动区20（即南北阵列之间的间隔空地）的面积较大。

在北纬度地区，固定支架支撑光伏组件板的方位角一般对准正南方向（南纬度地区则相反，对准正北方向），尽量平衡利用全天的光照能量，以获得较大的全天总能量。而光伏组件板的倾角一般为当地纬度，以平衡利用全年的光照能量以获得较大的全年总能量，如图3所示，光伏组件板10与水平面的夹角13（简称倾角）一般等于当地的纬度（例如我国青海格尔木市的当地纬度为36°，则格尔木市的太阳能光伏发电站固定支架支撑光伏组件板的安装倾角为36°，可比水平安装方式全年太阳光能量利用率提高约15%）。

但是，不管怎么提高光伏组件板10的光照量，阴影活动区20是必须存在的，并且必须保持足够的宽度，否则会降低光伏组件板10的全年光照能量，甚至还会造成热斑效应发热而烧毁光伏组件板。

阴影活动区20的存在降低了土地利用率和太阳能资源利用率，客观上浪费了自然资源。

发明内容

有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种利用阴影活动区增加太阳能光伏发电站发电量的方法。

一种利用阴影活动区增加太阳能光伏发电站发电量的方法，具体是在原有光伏组件板的固定支架阵列之间的阴影活动区内铺设新增光伏组件板，新增光伏组件板的支架是转动式的。

新增光伏组件板的支架采用追日跟踪机构。

追日跟踪机构包括经度向单轴追日跟踪机构、纬度向单轴追日跟踪机构、经度向和纬度向双轴追日跟踪机构。

当采用纬度向单轴追日跟踪机构时，新增光伏组件板的倾角范围是[0，arcsin H/L），其中，H为原有光伏组件板的底端距地面的高度，L为新增光伏组件板的安装总宽度。

追日跟踪机构采用集中机械连动机构来驱动新增光伏组件板的旋转支架转动。

新增光伏组件板铺设在半年以上天数的时间可以接收到太阳直射光的区域。

将阴影活动区的局部地面挖掘以降低地面标高以获得较大的高度空间。

本发明主要是在固定支架阵列之间的阴影活动区增加光伏组件板的安装铺板量，而且采用了追日跟踪机构，从而增加了太阳能光伏发电站的发电量，这意味着土地利用率提高了，相应土地面积上的太阳能利用率亦提高了，即大幅度提高了自然资源利用率。本发明虽然技术手段简单，但是却解决了在太阳能光伏发电领域人们一直渴望解决但始终未能获得成功的一个技术难题，并取得了预料不到的技术效果。

附图说明

图1是光伏组件板阵列的轴测图。

图2是光伏组件板的阵列平面布置图。

图3是图1的剖面图。

图4是阴影活动区内的阴影边界线活动分析图。

图5是在阴影活动区内铺设新增光伏组件板的示意图。

图6和图7是经度向单轴追日跟踪机构的立面示意图。

图8是纬度向单轴追日跟踪机构的立面示意图。

图9是双轴追日跟踪机构的立面示意图。

图10是新增光伏组件板的最大倾角的计算原理图。

图11是经度向单轴追日跟踪机构采用集中机械连动机构的平面示意图。

图12是纬度向单轴追日跟踪机构采用集中机械连动机构的平面示意图。

图13是经度向和纬度向双轴追日跟踪机构采用集中机械连动机构的平面示意图。

图14是在采用本发明的技术方案之前和之后太阳能发电站的功率输出曲线的示意图。

具体实施方式

发明人经过深入研究后发现阴影活动区具有如下特点：

由于地球与太阳的相对运动关系，阴影活动区20内的阴影边界线在全年的每一天和全天的每一时刻都在变化，即阴影活动区20内并非是全年间充满阴影。详细情况如图4所示。