原创-光伏组串及阵列间距计算

光伏阵列间距计算光伏阵列间距计算涉及到诸多因素，包括光伏组件的尺寸、安装角度、方向、阵列衍射效应、阴影和交错安装等。

以下是一些基本的计算方法：1. 根据组件尺寸、安装角度和方向确定阵列间距：可以通过计算出阵列在水平和垂直方向上的投影来确定阵列间距。

首先需要知道组件的尺寸和安装角度，然后计算出组件在水平和垂直方向上的投影面积，根据这个投影面积可以推算出阵列间距。

例如，如果组件尺寸为1.6m x 1m，安装角度为30°，则组件在水平方向上的投影面积为1.6 x cos(30°) = 1.387m²，在垂直方向上的投影面积为1 x sin(30°) = 0.5m²。

假设要求阵列间保留一定的间隙，可以通过在两个投影面积之间加入一定的边距来确定阵列间距。

2. 考虑阵列衍射效应和阴影：阵列的衍射效应和阴影会影响到阵列间距的计算。

由于光线的衍射效应，太阳光不能完全集聚在光伏组件上，会在组件周围产生衍射环，使得组件后面形成一定的阴影区域。

因此，在计算阵列间距时需要考虑到组件后面的阴影区域。

此外，阵列的安装角度和方向也会影响到阴影区域的大小和位置，需要在计算间距时考虑到这些因素。

3. 采用交错安装方式：交错安装是一种有效的方式来增加光伏阵列的密度和发电量。

在交错安装中，相邻的两行光伏组件之间的间距可以比传统的并排安装方式小一些。

交错安装可以采用不同的方式实现，如“Z”字形安装、斜交安装等。

在计算交错安装时，需要考虑到每行组件之间的重叠部分和交错部分的大小和位置，以及阴影区域的位置和大小。

综上所述，光伏阵列间距的计算需要综合考虑多种因素，可以通过数学模型或经验公式来推算。

在实际光伏系统设计中，需要根据具体情况和实际需求来选择合适的间距方案。

光伏组件倾角和阵列间距的多因素综合计算方法叶任时;刘海波;李德;曾杰;苏毅【摘要】The reasonable determination of the angle and array spacing of PV station module is crucial to the improvement of generation benefit. By comprehensive consideration on the multiple factors of the annual shadow loss, the amount of DC cable, DC cable loss and the land occupied by the PV plant, a kind of integrated computing method to determine the angle and array spacing of the modules is presented for pursuing the maximum efficiency. Besides the increase of the generation capacity, the compact design of PV power station is realized, which saves the area covered by PV power generation unit per MW and increases the land utilization rate.%合理确定光伏电站组件的安装倾角和阵列间距，对提高光伏电站发电效益至关重要。

综合考虑了组件全年运行时间内的阴影损耗、光伏发电单元直流电缆用量、直流电缆线损、光伏阵列占地面积多因素，提出了一种确定组件的安装倾角和阵列间距综合的计算方法，以追求发电效益最大化。

太阳电池方阵前后间距的设计当光伏电站功率较大时，需要前后排布太阳电池方阵，有时太阳电池方阵附近有高达建筑物或树木。

这种情况下，需要计算建筑物或前排方阵的阴影，以确定方阵间的距离或太阳电池方阵与建筑物的距离。

一般确定原则为冬至当地平太阳时当天早9:00至下午3:00 太阳电池方阵不应被遮挡。

下图太阳电池方阵前后间距的计算参考图：图F2-1 太阳电池方阵前后间距的计算参考图计算太阳电池方阵间距D，可以从下面4个公式求得：D = L⨯cosβL = H/tanαα = arcsin(sinφ sinδ+cos φ cosδcosω)β = arcsin(cosδ sin ω/cosα)首先计算冬至上午9:00太阳高度角和太阳方位角，冬至时的赤纬角δ是-23.45度，上午9:00的时角ω是45度，于是有：α = arcsin (0.648 cos φ - 0.399sinφ)β = arcsin（0.917⨯ 0.707/cos α）求出太阳高度角α后和太阳方位角后，即可求出太阳光在遮挡物后面的投影长度L，再将L折算到前后两排方阵之间的垂直距离D：D = L ⨯cosβ = H ⨯cosβ / tanα【举例】北京地区纬度φ = 39.8度，太阳电池方阵高2米，求太阳电池的方阵间距：取δ = -23.45, ω = 45, 有：α = arcsin (0.648 cos φ - 0.399sinφ) = arcsin(0.498 – 0.255) = 14.04β = arcsin（cos δ sin ω/cos α）= arcsin（0.917⨯ 0.707/0.97）= 42.0D = H ⨯ cosβ / tanα= 2 ⨯ 0.743 / 0.25= 5.94米参数定义：D：太阳电池方阵间距L：太阳光在遮挡物后面的投影长度H：前面遮挡物最高点与后面方阵底部的高度差α：太阳高度角β：太阳方位角，西向为正，东向为负；φ：当地纬度δ：太阳赤纬角ω：时角，每隔1小时为15°，中午12:00为0°；上午正，下午为负。

屋顶光伏组件阵列间距计算的深入分析目前分布式光伏系统的应用主要以工业、商业或民用建筑屋顶为主，光伏阵列排布在分布式系统设计中是非常重要的环节，对于阵列前后间距的优化，我们一般以冬至日上午9时和下午15时阵列前后互不遮挡的原则作为参考，它不仅要考虑当地纬度下的太阳高度角、太阳方位角、安装倾角，也还要考虑屋面本身的坡度、坡面朝向和坡面方位角，而目前对于光伏阵列前后间距的研究文献大多是正南朝向的水平屋面，虽然也有涉及到坡角和方位角，但分析仍不够全面，存在一定的局限性。

因为实际的屋面可能同时呈现坡度和方位角，也有可能屋顶坡面东西朝向或主坡副坡同时存在，因此有必要对这些复杂屋面的阵列间距做深入分析。

通常情况下，屋面一般按其坡度的不同分为坡屋面（屋面排水坡度大于10%）和平屋面（屋面排水坡度小于5%）两大类。

对于平屋面，一种是只有横向排水坡度（或称为主坡），没有纵向排水坡度（或称为副坡、边坡），另一种则稍复杂些，同时存在主坡和副坡，副坡和主坡形成一定的角度，两种情况参考图1和图2。

主坡较常见的为2%~3%，副坡为0.5%～1%。

从光伏组件安装应用角度，目前使用最广泛的为平屋面，如工业彩钢瓦屋面、混凝土屋面，而坡屋面主要为别墅类，因坡屋面自身坡度较高，所以光伏组件一般沿着屋面平铺，参照图3。

而平屋面的坡角较小，则需要设计一定的安装倾角来获得更高的发电效率，参照图4。

平屋面可分为坡角为0°角和不为0°角两种，按照坡面朝向又可以分为东西坡和南北坡屋面，如图5为东西朝向双坡面，图6为南北朝向双坡面，这两种屋面光伏阵列朝南安装在南坡或北坡。

当然这两种屋面可能同时存在主坡和副坡，也可能存在一定的方位角，为计算方便起见，这里坡面的方位角定义为坡面法线方向在水平面的投影和正南方向的夹角，偏西为正，偏东为负。

本文主要研究对象为东西坡和南北坡这两种典型的平屋面，并推广到屋面含有方位角和主副坡共存的复杂情形。

屋顶光伏组件阵列间距计算的深入分析目前分布式光伏系统的应用主要以工业、商业或民用建筑屋顶为主，光伏阵列排布在分布式系统设计中是非常重要的环节，对于阵列前后间距的优化，我们一般以冬至日上午9时和下午15时阵列前后互不遮挡的原则作为参考，它不仅要考虑当地纬度下的太阳高度角、太阳方位角、安装倾角，也还要考虑屋面本身的坡度、坡面朝向和坡面方位角，而目前对于光伏阵列前后间距的研究文献大多是正南朝向的水平屋面，虽然也有涉及到坡角和方位角，但分析仍不够全面，存在一定的局限性。

因为实际的屋面可能同时呈现坡度和方位角，也有可能屋顶坡面东西朝向或主坡副坡同时存在，因此有必要对这些复杂屋面的阵列间距做深入分析。

通常情况下，屋面一般按其坡度的不同分为坡屋面（屋面排水坡度大于10%）和平屋面（屋面排水坡度小于5%）两大类。

对于平屋面，一种是只有横向排水坡度（或称为主坡），没有纵向排水坡度（或称为副坡、边坡），另一种则稍复杂些，同时存在主坡和副坡，副坡和主坡形成一定的角度，两种情况参考图1和图2。

主坡较常见的为2%~3%，副坡为0.5%～1%。

从光伏组件安装应用角度，目前使用最广泛的为平屋面，如工业彩钢瓦屋面、混凝土屋面，而坡屋面主要为别墅类，因坡屋面自身坡度较高，所以光伏组件一般沿着屋面平铺，参照图3。

而平屋面的坡角较小，则需要设计一定的安装倾角来获得更高的发电效率，参照图4。

平屋面可分为坡角为0°角和不为0°角两种，按照坡面朝向又可以分为东西坡和南北坡屋面，如图5为东西朝向双坡面，图6为南北朝向双坡面，这两种屋面光伏阵列朝南安装在南坡或北坡。

当然这两种屋面可能同时存在主坡和副坡，也可能存在一定的方位角，为计算方便起见，这里坡面的方位角定义为坡面法线方向在水平面的投影和正南方向的夹角，偏西为正，偏东为负。

本文主要研究对象为东西坡和南北坡这两种典型的平屋面，并推广到屋面含有方位角和主副坡共存的复杂情形。

光伏组件计算公式光伏发电系统设计计算公式1.转换效率η= Pm（电池片的峰值功率）/A（电池片面积）×Pin（单位面积的入射光功率）其中：Pin=1KW/㎡=100mW/cm2。

2.充电电压Vmax=V额×1.43倍3.电池组件串并联3.1电池组件并联数=负载日平均用电量（Ah）/组件日平均发电量（Ah）3.2电池组件串联数=系统工作电压（V）×系数1.43/组件峰值工作电压（V）4.蓄电池容量蓄电池容量=负载日平均用电量（Ah）×连续阴雨天数/最大放电深度5平均放电率平均放电率（h）=连续阴雨天数×负载工作时间/最大放电深度6.负载工作时间负载工作时间（h）=∑负载功率×负载工作时间/∑负载功率7.蓄电池7.1蓄电池容量=负载平均用电量（Ah）×连续阴雨天数×放电修正系数/最大放电深度×低温修正系数7.2蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压7.3蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量8.以峰值日照时数为依据的简易计算8.1组件功率=(用电器功率×用电时间/当地峰值日照时数)×损耗系数损耗系数：取1.6～2.0根据当地污染程度、线路长短、安装角度等8.2蓄电池容量=(用电器功率×用电时间/系统电压)×连续阴雨天数×系统安全系数系统安全系数：取1.6～2.0，根据蓄电池放电深度、冬季温度、逆变器转换效率等9.以年辐射总量为依据的计算方式组件（方阵）=K×（用电器工作电压×用电器工作电流×用电时间）/当地年辐射总量有人维护+一般使用时，K取230：无人维护+可靠使用时，K取251：无人维护+环境恶劣+要求非常可靠时，K取27610.以年辐射总量和斜面修正系数为依据的计算10.1方阵功率=系数5618×安全系数×负载总用电量/斜面修正系数×水平面年平均辐射量系数5618：根据充放电效率系数、组件衰减系数等：安全系数：根据使用环境、有无备用电源、是否有人值守等，取1.1～1.310.2蓄电池容量=10×负载总用电量/系统工作电压：10：无日照系数（对于连续阴雨不超过5天的均适用）11.以峰值日照时数为依据的多路负载计算11.1电流组件电流=负载日耗电量（Wh）/系统直流电压（V）×峰值日照时数（h）×系统效率系数：含蓄电池充电效率0.9，逆变器转换效率0.85，组件功率衰减+线路损耗+尘埃等0.9.具体根据实际情况进行调整。

光伏阵列之间合理的距离
屋顶安装固定式光伏阵列，太阳能光伏阵列的安装支架必须考虑前后排间距，以防止在日出日落的时候前排光伏组件产生的阴影遮挡住后排的光伏组件而影响光伏方阵的输出功率，根据建设光伏发电系统的地区的地理位置、太阳运动情况、安装支架的高度等因素可以由下列公式计算出固定式支架前后排之间的距离：
上式中为安装光伏发电系统所在地区的纬度，H为前排最高点与后排组件最低点的高度差。

如下图所示：
太阳能高度角和方位角的计算公式
•对于某一倾角固定安装的光伏阵列，所接受的太阳辐射能与倾角有关，较简便的辐射量计算经验公式为：
•Rβ＝S×[sin(α+β)/sinα]+D
式中：Rβ——倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量
S ——水平面上太阳直接辐射量
D ——散射辐射量
α——中午时分的太阳高度角
β——光伏阵列倾角。

说明：1.黄色区域为本小程序的输入；2.绿色区域为计算结果；3.程序所指的时间，均指真太阳时；4.本程序版权归蒋华庆所有，联系邮箱jhq1982@.（1）计算太阳高度角、方位角n为某日在一年中的天数n=当地纬度phai=赤纬角delta=时角wmega=as高度角sin(as)=cos(as)=rs方位角sin(rs)=cos(rs)=（2）计算平地时，方阵前后排间距方阵横向尺寸W=方阵纵向尺寸L=方阵倾角遮挡物高度H=方阵横向投影前后排净间距D n-s=影子东西方向dn-s=影子斜长Ln-s=影子倍率=（3）南北向有坡度时，方阵前后排间距南北向坡度前后排净间距Dn-s=pitch=(4）东西、南北向有坡度时，方阵东西向间距东西向坡度冬至日下午3点东西方阵不相互遮挡方阵东西向间距De-w=春分日下午3点东西方阵不相互遮挡方阵东西向间距De-w=方阵东西向间距De-w= (5）东西、南北向有坡度时，方阵南北向间距方阵南北向间距Dn-s=1月1日，n=1355冬至355夏至约170n=8139.4°0.687659phai=39.4°-23.4498°-0.40928delta= 1.62E-05°45°0.785398上午9点为-45°wmega=45°下午3点为+45°0.24869as高度角sin(as)=0.546406换算为弧度进行计算0.968583cos(as)=0.837520.669747rs方位角sin(rs)=0.8442850.742589cos(rs)=0.53589410m15m35°1.835448m2.621284m5.3084644.7877497.1485892.8921890%朝南为正，朝北为负5.308464m7.929748m2%一律为正0.263221m0.250589m0.263221m17.47183春分0.6876592.84E-070.785398上午9点为-45°换算为弧度进行计算。

光伏板间距计算表概述：太阳能光伏板间距的计算对于光伏发电系统的设计和安装至关重要。

合理的光伏板间距可以最大程度地利用太阳能资源，提高发电效率。

本文将介绍如何计算光伏板间距，并提供一张光伏板间距计算表，帮助读者更好地进行光伏发电系统的设计。

一、光伏板间距的重要性光伏板间距指的是太阳能光伏板之间的距离。

合理的光伏板间距可以确保光照均匀分布在光伏板上，避免阴影对发电效率的影响。

同时，适当的光伏板间距还能提供足够的空间用于维护和清洁光伏板，延长光伏系统的使用寿命。

二、光伏板间距的计算方法光伏板间距的计算方法有很多种，最常用的方法是根据太阳高度角和太阳方位角来确定。

以下是一个简单的计算方法，供参考：1. 根据光伏板的尺寸确定光伏板的宽度（W）和长度（L）。

2. 确定所在地的纬度（lat）和经度（lon）。

3. 确定太阳高度角（h）和太阳方位角（az）。

4. 根据以下公式计算光伏板间距（d）：d = L / tan(h) + W / sin(az)三、光伏板间距计算表为了方便读者进行光伏板间距的计算，我们提供了一张光伏板间距计算表，如下所示：```太阳高度角（度）太阳方位角（度）光伏板间距（米）---------------------------------------10 0 0.5710 30 1.0410 60 1.91...```请注意，上述计算表中的数值仅供参考，实际计算应根据具体情况进行。

结论：光伏板间距的合理计算是光伏发电系统设计的重要环节，对于提高发电效率和延长系统寿命具有重要意义。

本文介绍了光伏板间距的计算方法，并提供了一张光伏板间距计算表，希望能对读者在光伏系统设计中起到一定的指导作用。

同时，我们也鼓励读者根据实际情况进行进一步的研究和计算，以确保光伏发电系统的最佳性能。