山地光伏第一步,先把山坡说清楚

如今的光伏项目,再想找到一块平地来建设已经是太不容易了。大多数大型光伏项目都建设在了崇山峻岭之中。而在山地上建光伏,首先需要搞清楚的就是山坡到底什么样,所以清楚准确的表达一个坡,对于精细化设计与施工都有着重要的作用。

 

山地光伏第一步,先把山坡说清楚

▲图1

 

在上一篇相关 文章《坡度?坡角?傻傻分不清楚》中,介绍了正确的坡度、坡角概念和表达方式及转换方式,在此基础上,我们来看看如何描述和表达一个坡。

有人会想:不是已经说了坡度和坡角了吗?这不是已经表达清楚了吗?

 

的确,坡角(或坡度)已经可以清晰的描述坡的陡峭程度,山势千变万化,向东的坡和向西的坡显然是不一样的,如下图2所示。

 

山地光伏第一步,先把山坡说清楚

图2

 

图中是某山地光伏的地形图,由于山势多变,为了充分利用土地,会根据山势划分区域,这样划分便于坡的表达,也便于设计人员对不同区域采用最适合的阵列间距等方案。从图上可以看到,即使对于划分后的某一个区域坡面仅仅靠坡角(或坡度)还不能描述这个坡的情况,从常规认知角度出发,这里还需要一个坡的朝向。为了准确的描述坡的朝向,常常采用坡面的方位角来描述坡的朝向。如图3所示:

 

山地光伏第一步,先把山坡说清楚

图3

 

面ABC是坡面,这是一个朝向东南方向的坡,d是这个坡的方位角。我们当然可以用最直白的描述方式:这个坡的朝向为南偏东d°的坡。或者用方位角描述:这是方位角为d°的坡。这里需要注意的是d这个值是分正负的,当坡朝向正南时,d=0;当坡的朝向偏向西时,d>0;当坡的朝向偏向东时,d<0,因此在使用方位角对坡的朝向进行描述时,无需特别说明这个坡面是朝东还是朝西。

 

结和坡角(或坡度)以及方位角,就可以清晰的描述一个坡了,如图1,是坡角c°,方位角d°的坡。

 

然而在实际使用中,却会发现这种表达方式并不是在任何时候都好使。比如在PVsyst的三维建模中,为了描述一组位于斜面上的光伏阵列,需要设置“Shed to Shed slope”和“Baseline slope”这两个参数来描述这个斜面。然而尝试一下可以发现,这两个参数并非斜面的坡角和方位角,这又该如何设置如何来描述?

 

山地光伏第一步,先把山坡说清楚

图4

 

其实这里就涉及到了坡的第二种表示方式:将坡的坡角分解到东西方向的X轴上和南北方向的Y轴上,得到两个坡角,以这两个坡角来描述这个坡,如图4所示,“Shed to Shed slope”这个参数即表示地形在Y轴(南北方向)的角度,而“Baseline slope”这个参数即表示地形在X轴(东西方向)的角度。

 

从图3来看,第一种方法就是用角c和角d来描述坡面;而第二种方法就是用角a和角b来描述坡面。第一种方法描述起来便于人们理解,更符合人们的常规认识;而第二种方式更便于在直角坐标系中取值、表达,在软件中也更常见。这两种表示方式是可以相互转换的。

 

同样以图3为例,假如需要将第一种表示方式转化为第二种表示方式,此时相当于需要用坡角a和坡角b来代替坡角c和方位角d来表示斜面ABC。这两者之间用三角函数即可进行换算:

山地光伏第一步,先把山坡说清楚

图3

在已知角c和角d的情况下,根据三角函数:

CD=DE*tan(c)

AD=DE/cos(d)

BD=DE/sin(d)

所以

a=arctan(CD/AD)

b=arctan(CD/BD)

未知数DE可以全部约去,最后得到a和b均为c和d的函数,反之亦然。

 

公式虽简单,但需要用时再去列公式总是显得麻烦。在此为大家推荐一款方便的微信小程序——坎德拉光伏攻城狮。

 

坎德拉PV是一款光伏行业的多功能工具集,其中的“坡度坡角”模块可以很方便的进行上述的换算。只需输入其中任意一种表达方式,即可快速转化为另一种表达方式。

 

山地光伏第一步,先把山坡说清楚

图5

 

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山地光伏第一步,先把山坡说清楚

原文始发于微信公众号(坎德拉学院):山地光伏第一步,先把山坡说清楚

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