[发明专利]用于垂立式组件补光的反射材料布置参数优化方法与系统

说明书

本发明提供了一种用于垂立式组件补光的反射材料布置参数优化方法与系统，其中，双面光伏组件垂直于地面固定安装，反射材料布置于组件之间的地面上，该方法包括：计算反射材料表面任意位置在任一时刻T接收的太阳辐射能量密度；计算组件在时刻T可收集到的总反射能量；计算组件在时刻T的实时发电功率，根据实时发电功率得到年度总发电量；寻找使年度总发电量最大化的反射材料的布置参数组合，将其作为目标参数组合；布置参数组合包括反射材料的布置宽度、布置位置和布置倾角。本发明对用于垂立式双面光伏组件补光的反射材料的布置参数设置提供了量化依据，通过优化反射材料的布置，提高垂立式双面光伏系统的发电量。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电技术领域，具体为一种用于对垂立式双面光伏组件补光的反射材料的布置参数优化方法与系统。

背景技术

垂立式双面光伏组件支架为将支架及组件垂直于地面固定安装的一种支架形式，具有极小的土地覆盖率、同时可提高对环境散射光的利用、具备一定的电网调峰作用、可减少尘土污染、无覆雪损失等优点，因此在光伏与农业相结合的农光互补项目与高纬度雪区中有很好应用前景。但是垂立式光伏支架存在余弦效率较低的缺点，且在正午太阳能最充足时，余弦效率最低，因此垂立式光伏支架的太阳辐射能量利用效率较低，太阳能电池板的利用率不高。为改善垂立式双面光伏组件的利用率，可在地面布置高反照率的反射材料对双面光伏组件进行补光，并通过测试验证地面反照补光方法可将垂立式双面光伏系统的发电量提升20％～30％。

目前该方法的常见应用形式为在常规支架下方地面采用反射材料平铺布置的方式，而对于反射材料的布置位置/形状/范围等参数如何设置，以实现对太阳光照资源的最大化利用，目前还缺乏相关研究。

发明内容

本发明的目的之一是提供用于对垂立式双面光伏组件补光的反射材料的布置参数优化方法与系统，优化现有的反射材料布置方式，提高垂立式双面光伏系统的发电效能。

本发明提供的技术方案如下：

一种用于对垂立式双面光伏组件补光的反射材料的布置参数优化方法，其中，双面光伏组件距离地面预设高度且垂直于地面固定安装，反射材料布置于前后两排双面光伏组件之间的地面上，用于对双面光伏组件的正面和背面进行补光，所述反射材料的布置参数优化方法包括：

计算反射材料表面任意位置在任一时刻T接收的太阳辐射能量密度；

根据所述太阳辐射能量密度计算所述双面光伏组件在时刻T可收集到的总反射能量；

计算所述双面光伏组件在时刻T可接收到的总直射能量；

根据所述总直射能量和所述总反射能量计算所述双面光伏组件在时刻T的实时发电功率；

根据所述双面光伏组件在年度周期内各个时刻的实时发电功率得到所述双面光伏组件的年度总发电量；

寻找使所述年度总发电量最大化的所述反射材料的布置参数组合，将其作为目标参数组合；所述布置参数组合包括所述反射材料的布置宽度、布置位置和布置倾角。

在一些实施例中，计算反射材料表面一位置在时刻T接收的太阳辐射能量密度包括：

计算不同倾角面在时刻T的的实时太阳辐照能；

若反射材料表面的所述位置未被双面光伏组件遮挡，则所述位置接收的太阳辐射能量密度等于所述实时太阳辐照能；

若所述位置被双面光伏组件遮挡，则所述位置接收的太阳辐射能量密度等于所述实时太阳辐照能乘以散射因子。

在一些实施例中，根据所述太阳辐射能量密度计算所述双面光伏组件在时刻T可收集到的总反射能量包括：

计算所述双面光伏组件在时刻T捕捉到的所述反射材料表面任意位置反射的反射能量密度；