快速估算屋顶光伏电站装机容量-国际太阳能光伏网

　　1、屋顶的类型

　　在我国，建筑物屋顶主要分为三大类：水泥屋顶、彩钢板屋顶和瓦式屋顶。不过从计算光伏系统安装的方式来看，主要可以分为水平屋顶和倾斜屋顶两类。

　　倾斜屋顶，括彩钢板屋顶和瓦式屋顶。一般来说，倾斜屋顶不需要铺支架、计算倾角，而是在安装时根据屋顶自身的倾斜角度敷设即可，无需考虑组件间的遮挡，所以组件可以无缝隙铺满。因此，在没有屋顶附属物的情况下，彩钢瓦屋顶的使用率会比水平屋顶高，装机容量也会比水平屋顶多。

　　图一：倾斜屋顶

　　水平屋顶顾名思义，即屋顶是平的，在我国水平屋顶多数为水泥屋顶，也有少部分地方采用沥青浇灌的。这类屋顶在敷设光伏组件时，需要配套建设支架（配重式或者自重式），并根据日照情况设置好倾斜角度。因为有倾角，为了保证前排组件在冬至日9点-15点不遮挡后排组件，因此两排组件之间要留有空间。因此，水平屋顶的屋顶使用率不如斜屋顶。

　　图二：配重式平屋顶安装

　　图三：自重式平屋顶安装

　　2. 快速估算

　　一般来说，分布式光伏系统的装机量要结合用户的用电量、屋顶面积、屋顶朝向、屋顶周围建筑物遮挡等情况综合来考虑。因此估算的时候需要考虑这些因素。

　　快捷的计算公式为：屋顶可装机容量=屋顶可利用面积×屋顶利用率×每平方米装机容量

　　一个标准电池组件的大小是1650mm*990mm，也就是约合1.63平方米，用组件的功率除以1.63，就是每平方的功率。兔子君为您准备了速查表：

　　屋顶利用率，也就是除去周围建筑物、女儿墙及屋顶附属物的遮挡后的实际可利用面积除以屋顶的总面积。实际设计中需要考虑建筑物所在地的经纬度、电站安装的最佳倾角（对于平屋顶）、采光带面积（彩钢瓦的倾斜屋顶）来具体计算。将屋顶总面积减去被遮挡的面积，就是屋顶光伏光伏电站的实际可利用面积。

　　对于屋顶周围建筑物及附属物的阴影计算，可以利用公式法计算影长时，首先需要知道当地纬度某一太阳时的，这里特别说明的是系统计算所用的时间是指太阳时（Solar Time），它是计算太阳高度角和方位角的基础，太阳时和法律时（Legal Time）不同，法律时是当地时钟所指的标准时间。这两种时间计算得到的高度角和方位角是不同的，理应注意区别。

　　公式中φ为所在地的纬度， δ为赤纬角， ω为太阳时角。

　　利用太阳高度角α和方位角β,通过三角关系即可求出某一高度遮挡物在水平面上的阴影长度L，参见图四。以南北向为Y轴，东西向为X轴，通过下面的公式计算得到Lx及Ly的值

　　图四：水平面上影长的X分量和Y分量

　　而Lx×Ly×2就是被阴影遮挡的面积，用屋顶总面积减去这部分面积，就是屋顶的实际可利用面积。

　　当然，简便一点的算法，一般而言对于两种屋顶，遮挡物所遮挡的宽度，可以近似采用：遮挡物的高度×2。用屋顶总面积减去这部分面积，就是屋顶的实际可利用面积。

　　当然，如果您觉得上面的分析过于麻烦，也可以采用下表中的系数进行估算：

　　3. 技术展望

　　事实上，据兔子君的了解，目前国外有许多较为便捷的利用地图的设计软件，比如美国的Aurora Solar、谷歌的Sunroof等。这些软件只需要用户定位项目地，然后通过输入屋顶及附近建筑物的相关信息，就可以在线排布光伏组件，然后软件自动分析阴影，优化排布，最后得到实际安装容量。而Aurora Soar更进一步的是，集成了电气设计以及经济性分析，给出完整的初期方案。极大的减少了设计难度，便于初级用户快速上手。当然，这些软件目前只能对小型的家庭屋顶进行设计，而且因为谷歌地图的原因，在国内并不能使用。