本文通過分析，主要得到3個(gè)主要結(jié)論：

1)光伏陣列的占地基本與組件面積成正比，可以用“組件面積×系數(shù)”對光伏陣列占地面積進(jìn)行計(jì)算。

2)在高緯度地區(qū)，高效組件優(yōu)勢明顯;以北京(40°)為例，290W的比265W的陣列區(qū)占地少約28%。

3)平坦地勢時(shí)，光伏陣列的占地面積主要取決于三個(gè)因素：組件面積、方陣傾角、緯度，組件安裝方向(橫向or豎向)對占地不影響。

一、光伏電站的占地面積

一個(gè)普通的地面光伏電站，面積大概由部分組成，如下表所示。

表1：光伏項(xiàng)目的占地面積分類

由表1可知，光伏場區(qū)的占地面積，主要受光伏陣列占地面積的影響;其他3項(xiàng)所占比例較少，且規(guī)模一定時(shí)變化較小。

尤其是在分布式光伏項(xiàng)目中，項(xiàng)目占地面積基本為“光伏陣列占地面積”。因此，下文對“光伏陣列占地面積”進(jìn)行分析。

圖1：光伏電站占地面積示意圖

二、影響光伏陣列占地面積的因素

在電站設(shè)計(jì)中，前后兩排要留有一定的間距以防遮擋造成發(fā)電量損失，如圖2所示。

圖2：光伏方陣前后要保持一定間距

假設(shè)某項(xiàng)目中，光伏方陣的長為S，寬為L，如圖3所示。

圖3：一個(gè)光伏方陣示意圖

在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，間距D的取值，一般是保證冬至日真太陽時(shí)9:00~15:00點(diǎn)不遮擋。如圖4所示。

圖4：光伏方陣前后間距示意圖

如果光伏方陣安裝傾角為β，則一個(gè)光伏方陣的占地面積計(jì)算如下。

1影子倍率影子倍率，即為保證不遮擋，前后排間距與方陣高度的比值。

其中，

γ、α分別為冬至日真太陽時(shí)9時(shí)(或15時(shí))的太陽方位角、高度角，

當(dāng)指定時(shí)間(冬至日真太陽時(shí)9時(shí)或15時(shí))，γ、α僅受項(xiàng)目所在地緯度影響，即“影子倍率τ僅受緯度影響”。

冬至日真太陽時(shí)9時(shí)(或15時(shí))，不同緯度下，τ的數(shù)值如表1和圖4所示。

表2：不同緯度時(shí)的影子倍率

圖5：影子倍率隨緯度的變化曲線

從上圖可以看出：

當(dāng)緯度在5°~50°之間變化時(shí)，影子倍率從0.74~6.71快速增加。緯度越大，增加速率越快。

2占地面積

光伏陣列場區(qū)占地面積 = 光伏陣列占地面積 + 道路面積

若不考慮道路面積，則

光伏陣列占地面積 = 陣列數(shù)量 × 單陣列占地面積

可以看出：

1)單個(gè)陣列的占地面積

主要取決于三個(gè)因素：組件面積、方陣傾角、影子倍率(緯度)。

2)組件安裝方向?qū)φ嫉夭挥绊?/p>

當(dāng)采用相同組件，在同一地點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目時(shí)，無論組件采用橫向布置，還是豎向布置，光伏陣列的占地面積均相同。

3)組件面積(光電轉(zhuǎn)換效率)的影響

光伏陣列的占地面積，與組件面積成正比，與組件的光電轉(zhuǎn)換效率成反比。

當(dāng)其他條件相同時(shí)，275W、290W組件與265W組件的占地面積比為：

265/275=0.964

265/290=0.914

即與使用265W的組件相比，光伏陣列占地面積分別為其0.964倍、0.914倍。

4)陣列傾角和影子倍率(緯度)的影響

實(shí)際中作中，光伏陣列傾角一般取當(dāng)?shù)鼐暥龋虮染暥鹊?~5°。

在不同緯度下(τ值不同)，光伏方陣取不同傾角時(shí)對k值進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如下表。

表3：不同緯度時(shí)，方陣傾角不同時(shí)的k值

圖6：k值隨緯度的變化曲線

從表2中可以發(fā)現(xiàn)，使用相同光伏組件時(shí)：

a)當(dāng)緯度由10°~50°變化，光伏陣列的面積是組件面積的1.14倍~5.86倍;可以利用該比例對光伏方陣占地進(jìn)行速算。

例如，

在緯度為35°的地方，當(dāng)安裝傾角為30°時(shí)，660塊60片的光伏方陣占地面積為：

2.03×660×(1.652×1)=2214平方米

b)項(xiàng)目場址緯度分別為35°、20°時(shí)，占地面積相差1.6倍;

c)傾角略微降低5°，占地面積可以減少5.7%~6.2%。而降低5°，對項(xiàng)目的發(fā)電量影響在3%以內(nèi)，如下圖所示。

圖7:不同地點(diǎn)，最佳傾角附近降低5度，傾斜面上的輻射量與最大值時(shí)的差值

由于目前光伏電價(jià)下降，而屋頂租金、土地使用成本增加，因此，在此情況下，可以在實(shí)際工程中，適當(dāng)降低方陣傾角，來減少占地面積。

5)高效組件在高緯度地區(qū)優(yōu)勢明顯

以265W組件和290W組件在北京(緯度為40°)的項(xiàng)目進(jìn)行對比。

即，緯度為40°的地方(如北京)，安裝相同規(guī)模時(shí)的光伏陣列占地，使用高效的290W組件會(huì)比265W的減少28%。

三、小結(jié)

通過上述分析可以看出：

1)光伏陣列的占地基本與組件面積成正比，可以用“組件面積×系數(shù)”對光伏陣列占地面積進(jìn)行計(jì)算。

2)平坦地勢時(shí)，光伏陣列的占地面積主要取決于三個(gè)因素：組件面積、方陣傾角、緯度，組件安裝方向(橫向or豎向)對占地不影響。

2)在高緯度地區(qū)，高效組件優(yōu)勢明顯;以北京(40°)為例，290W的比265W的陣列區(qū)占地少約28%。