三、農光互補不同模式光資源分析

3.1 模式1光伏電站與農業的簡單結合

光伏和農業的簡單結合，是在光伏陣列間距中，種植農作物，兩者結構上是獨立的，在空間布局上相互結合，選擇種植低矮的農作物，或者提高光伏組件高度，保證種植的農作物的高度低于光伏陣列，避免影響光伏發電。

光伏電站建設方案：

常規設計的大型地面光伏電站常采用光伏組件豎向雙排布置。該地建設的光伏電站可采用260Wp的光伏組件豎向雙排2X22安裝在一個支架單元上設計，22塊光伏組件串聯為一個組串。1MW光伏電站，配置兩臺500kW逆變器和1臺1000KVA的就地變壓器。每臺逆變器接入96串光伏組串共549.12kWp。通過PVsyst進行模擬，宿州地區的光伏組件最佳角度為27度。

方陣傾角確定后，要注意南北向前后方陣間要留出合理的間距，以免前后出現陰影遮擋，前后排間距為：冬至日(一年當中物體在太陽下陰影長度最長的一天)上午9：00到下午3：00(真太陽時)，光伏組件之間南北方向無陰影遮擋。固定方陣安裝好后傾角不再調整。《光伏發電站設計規范》中給出平整場地光伏陣列不被遮擋的陣列中心間距公式：

式中：L為陣列斜面長度，θ為組件傾角，Φ為項目所在地緯度。光伏陣列中心間距為陣列斜面投影D1與間距D2之和。陣列間距示意圖如圖3。

圖3光伏陣列間距示意圖

根據光伏陣列南北陣列中心間距計算公式，計算得中心間距D=6.12米，本工程選用光伏陣列南北中心間距為7米。組件下端距離地面高度為1米(不考慮農業種植的，一般大型地面光伏電站中，組件下端距離地面高度為0.3—0.5米)。

組件傾斜面上輻射量為：

表3組件傾斜面上輻射量

對光伏陣列之間農業種植區的光資源分布，利用PVsyst建模，將光伏陣列下方和陣列之間的區域，模型的第三排和第四排陣列中間區域(黃綠色中間區域)，按照1米一個寬度、0.5米一級高度劃分網格，模擬陣列之間不同高度的、位置的光資源，通過分析，全年的光資源立體分布圖如下：

圖4 PVsyst內光伏陣列建模

圖5 光伏陣列間年輻射量立體分布圖

上圖為光伏陣列種植區內的全年的光資源立體分布圖，圖中，A區——G區每區的寬度為1米。由圖5中可以看到，光伏陣列之間的區域光資源最好，光伏組件的下方光資源較差。光伏陣列區的光資源分配與空間高度也有關系，從上圖中，我們可以看到，隨著高度的增加，光伏組件下方的光資源在減少，而陣列之間的光資源在呈上升趨勢，達到80%左右。

各區域地面光資源占全年光資源的百分比如下：

表4各個分區的地面月輻射量

給出了各個分區一年內各個月份的光資源分析。由于光伏電站無遮擋規定的時間為當地真太陽時冬至日9：00—15：00之間，因此冬季農作物的高度要低于前排組件上端到后排組件下端兩者之間的連線。這一連線，也就是農業大棚棚頂的設計依據。

圖5和表4中的數據是農光互補光伏電站中的時間、空間光資源分布數據。常規光伏電站中的時間、空間光資源數據模擬、分析方法，也是光伏大棚、光伏溫室等其他各種類型農光互補光伏電站光資源分布分析的基礎。

由于篇幅所限，本文無法對各種農光互補類型展開更多的討論，以及更加深入的分析光資源分布情況、陰影遮擋情況，后續文章擴展農光互補類型和補充更多的光資源分析。歡迎業界朋友繼續關注下篇文章內容，同時歡迎業界朋友一起探討研究。