本发明专利技术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，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，且同时采用追日跟踪机构，新增光伏组件板的支架是转动式的。本发明专利技术主要是在阴影活动区增加光伏组件板的铺板量，且同时采用追日跟踪机构，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，相应的土地面积上的太阳能利用率亦提高了，即提高了自然资源利用率。本发明专利技术虽然技术手段简单，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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
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。
技术实现思路
有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种。一种，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。本专利技术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。本专利技术虽然技术手段简单，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是在采用本专利技术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。具体实施例方式专利技术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所图4是以格尔木市某工程为实例，以真太阳时正午12点作为背景，以原有固定倾角安装的光伏组件板下檐口的水平面为参照平面进行的分析，真太阳时正午12点是指太阳光垂直照射到该地点时(即光射线与该地点的纬度线垂直)定义为正午12点，在此之前定义为上午11点、上午10点……等等，在此之后定义为下午1点、下午2点……等等。在冬至日正午因太阳高度角最小导致实际阴影区最宽，阴影边界线位于b点；夏至日正午因太阳高度角最大导致实际阴影区最窄，阴影边界线位于d点；一年之间(上一年冬至日到本年冬至日)正午时阴影边界线从b点变化为d点再变化为b点，即从最宽变为最窄再变为最宽。c点为春分日或秋分日正午的阴影边界线，在北半球，c点以北为全年见光时间超过半年(此半年为夏至日前后各三个月完全见光)，C点以南为全年见阴时间超过半年(此半年为冬至日前后各三个月完全见阴)，即等同于见光时间不足半年。在本行业现有的实际工程设计建造中，为保证冬至日上午9点至下午3点的时段之间，光伏组件板阵列不被阴影遮挡还能发电，并考虑留有尺寸余量及尺寸模数和方便施工。阴影活动区还包括a-bl-b段的区间，a-bl段即设计尺寸余量，bl点即冬至日上午9点或下午3点的阴影边界线。通过分析计算后可知a-b区间为全年可见光发电区域；b_c区间为超半年可见光发电区域，平均见光时间日为大于0. 75年；c-d区间为不足半年可见光发电区域，平均见光时间为小于0. 25年；d-e区间为全年阴影区域，全年白昼均不能接受到太阳直射光线。上述的平均见光时间日是对其对应的区间面积而言，是面积对见光天数的积分值。由以上分析可知，阴影活动区20并非全部时间是阴影，阴影活动区20的土地资源与太阳能资源被白白浪费了。如图5所示，本专利技术充分利用阴影活动区的土地资源和太阳能资源，在阴影活动区内铺设光伏组件板(为了跟原有的光伏组件板区别，称为新增光伏组件板21)，新增光伏组件板21的支架是转动式的。新增光伏组件板21的支架具体可以采用各种追日跟踪机构，追日跟踪机构在本领域是很成熟的技术。追日跟踪机构具体又分为经度向单轴追日跟踪机构(如图6和图7所示，转轴两端指向南北)、纬度向单轴追日跟踪机构(如图8所示，转轴两端指向东西)、经度向和纬度向双轴追日跟踪机构(如图9所示，低位大转轴两端指向东西，高位小转轴两端指向南北)。经度向单轴追日跟踪机构用于追日跟踪早晨至傍晚的太阳时角变化；纬度向单轴追日跟踪机构用于追日跟踪冬至日至夏至日的太阳高度角变化；经度向和纬度向双轴追日跟踪机构用于同时追日跟踪每日早晨至傍晚的太阳时角变化和冬至日至夏至日的太阳高度角变化。当采用经度向单轴追日跟踪机构时，其旋转轴可以是水平的也可以是倾斜的，一般为了获得较大的光照能量尽量采用倾斜的。但对光伏组件板和旋转架的空间运动范围有两个限制条件，即新增组件板和旋转架的最高点不得高于原固定组件板底端的水平面，最低点不得碰撞或低于地面。必要时可以挖掘地面以降低地面标高以获得较大的高度空间。当采用纬度向单轴追日跟踪机构时，新增光伏组件板21具有一定的倾角活动范围(如图8所示)。新增光伏组件板21的最大倾角θ由以下公式决定(参见图10):sin θ = H/L其中，H为原有光伏组件板10的底端(即a点)距地面的高度，L为新增光伏组件板21 的安装总宽度，此总宽度为视图宽度，并非实际单件产品宽度。因此，新增光伏组件板21的倾角范围是[0，arcsin H/L)，当倾角等于0度时，即图5所示的水平铺设的情况。工程实际中，尽量利用高度空间，使倾角加大以获得较大的光能量。如有必要可以挖掘地面以降低地面标高以获得较大的高度空间。当采用经度向和纬度向双轴追日跟踪机构时，其经度向和纬度向都在旋转运动同时追日，同样对光伏组件板和旋转架的空间运动范围有两个限制条件，即新增组件板和旋本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种利用阴影活动区增加太阳能光伏发电站发电量的方法，其特征在于：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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁慈鑫，
申请(专利权)人：丁慈鑫，
类型：发明
国别省市：81
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