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光伏電站的陰影主要是分為近場陰影和遠方陰影兩大類，近陰影是距離光伏方陣較近的遮擋物，可能會對光伏方陣產生局部性的遮擋。遠方陰影主要是距離光伏區(qū)較遠，一般10倍于光伏場區(qū)，且遮擋物本身體積較大，比如城市的高樓、山脈，對光伏場區(qū)的遮擋范圍較大，可能整個場區(qū)都被不同程度的遮擋。
? ? ? ?目前大部分光伏電站的設計主要考慮的是近陰影遮擋給方陣排布帶來的影響，一般會根據(jù)軟件來計算從而有效避開陰影遮擋區(qū)域，但是對于某些項目，如果說存在了遠方遮擋，還是有必要去考慮下對輻照量和發(fā)電量的影響。
? ? ? ?在沒有遠方遮擋的情況下，地平線是一條直線，太陽正常升起和落山時，在太陽軌跡圖上，太陽的高度角均為0°。
? ? ? ?如果有遠方遮擋，地平線的局部就會凸出，一年中的某個時間段內，當太陽的高度角和方位角處于某個角度，入射光正好被障礙物擋住，那么從光伏場區(qū)的視角去看，太陽“升起”的時間則會晚一點，同樣“落山”的時間也會早一點，那么一年下來，接收的輻射量會下降。
? ? ? ?對于大部分地區(qū)而言，地平線呈現(xiàn)直線其實是非常理想化的狀態(tài)，實際上地平線多多少少都會有些“凸起”。目前地平線的獲取有多種方法，例如PanoramaMaster和HORIcatcher提供了一個修正數(shù)碼相機和相應軟件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以自動生成地平線，利用陰影分析儀 （帶軟件數(shù)碼相機），可以確定物體的仰角和方位角。
? ? ? ? HORIcatcher使得將球面鏡拍攝的單張地平線照片數(shù)字化成為可能，所提供的軟件還允許其數(shù)據(jù)被輸入到其他仿真程序中，比如Meteonorm氣象軟件。
? ? ? ?另外就是使用傳統(tǒng)的測量法，將測量的距離、海拔高差等數(shù)據(jù)，代入三角函數(shù)中計算太陽的方位角和高度角，從而描繪出地平線輪廓。
? ? ? ? 除上述以外，Meteonorm氣象軟件也提供了快速獲取地平線參數(shù)的方法。它的原理主要是基于SRTM (Shuttle Radar Topography Mission)數(shù)據(jù)庫作為地形數(shù)據(jù)，SRTM即航天飛機雷達地形測繪使命，具體參考附注介紹。目前Meteonorm軟件能夠免費獲取中國境內的 SRTM3 文件,分辨率為 90 米的數(shù)據(jù)，每個 90 米的數(shù)據(jù)點是由 9 個 30 米的數(shù)據(jù)點算術平均得來的。
? ? ? ? 以甘肅金昌西坡光伏發(fā)電園區(qū)為例，項目地的緯度為38.61946°，經度為102.1252°。
? ? ? ?具體操作步驟如下，打開Meteonorm軟件，輸入項目地的經緯度信息。進入下一步后，點擊Edit Horizon （編輯地平線），系統(tǒng)會自動從網絡下載地平線參數(shù)。
? ? ? ?完成下載以后，太陽軌跡圖和該項目地的地平線數(shù)據(jù)見下圖。如需要將地平線參數(shù)以文件形式保存，并且在PVsyst軟件中使用，可以點擊保存按鈕，保存后的文件名后綴是*.hor格式。
? ? ? ? ? ?如果需要導入PVsyst軟件，在PVsyst軟件地平線設置界面，點擊“Horizon”，選擇“Read/import”，選擇“Meteonorm software”，選擇剛才保存的*.Hor地平線文件，導入即可。
? ? ? ? 下圖為導入到PVsyst后的地平線輪廓，太陽高度角、方位角數(shù)據(jù)，一共有360個點的數(shù)據(jù)可供參考。
? ? ? ? 我們來看下含遠方遮擋和不含的情況下，對光伏場區(qū)的光伏組件有效輻射接收的影響，假設組件的安裝角度為30度，方位朝南，經過PVsyst仿真模擬后結果如下，GlobEff是不考慮遠方遮擋時的斜面有效輻射接收，全年為2033.5kWh/m2，GlobEff_hor是考慮遠方遮擋時的斜面有效輻射接收，全年為2023.2kWh/m2，輻射下降約0.5%。
? ? ? 下面使用谷歌地球軟件提取山脈的高程數(shù)據(jù)進行分析，甘肅西坡光伏發(fā)電產業(yè)園區(qū)位于金昌市區(qū)西北部，總占地約140平方公里。從衛(wèi)星圖可見，光伏電站的西南方向有一座山脈，與光伏場區(qū)的距離從8公里至16公里不等，基本上可認為是遠方遮擋，距離光伏場區(qū)14公里處為山體的最高峰，海拔約2756米，光伏場區(qū)的海拔高度為1590米，兩者高度差約1000多米。
? ? ? 根據(jù)谷歌地球軟件，可顯示光伏場區(qū)10公里以外半徑的高程信息。通過人工點擊獲取每個高程點的經緯度、海拔數(shù)據(jù)，這里樣板數(shù)量選擇20余個特征點（樣板數(shù)量越多越好），由于地球是球體，表面是曲面，由于曲面三角函數(shù)計算較為復雜，因此這里采用了較簡單的近似方法，即將經度和緯度差轉化成地面距離再運用平面幾何知識求解，得到遮擋點相對于光伏場區(qū)的方位角和高度角近似值。
? ? ? ?如下圖為基于谷歌地球數(shù)據(jù)計算得到的障礙物特征點相對于光伏場區(qū)的高度角和方位角，并與Meteonorm軟件計算的結果進行對比，其中山脈最高峰相對于光伏場區(qū)的高度角為5度左右，Meteonorm得到的結果為6度，兩者僅相差1度，另外山脈的走向為兩頭低、中間高，地平線輪廓凸出部分形狀相似。光伏場區(qū)的東南側13公里外的海拔基本低于光伏場區(qū)，因此地平線輪廓基本為一條直線，高度角為0°，這里高度角為0°時未在圖中展示。
? ? ? ?在光伏電站太陽資源評估、發(fā)電量評估環(huán)節(jié)，我們往往忽視了站外的因素，例如西部光伏電站、山地光伏電站等場景，遠方遮擋對太陽輻射接收的影響，在現(xiàn)場測量困難的情況下，我們不妨試試Meteonorm軟件導出地平線相關數(shù)據(jù)，并結合谷歌地球軟件進行分析。
? ? ? SRTM(ShuttleRadarTopographyMission)即航天飛機雷達地形測繪使命，航天地形測繪是指以人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機等航天器為工作平臺，對地球表面所進行的遙感測量。SRTM是美國太空總署（NASA）和國防部國家測繪局（NIMA）以及德國與意大利航天機構共同合作完成聯(lián)合測量,由美國發(fā)射的“奮進”號航天飛機上搭載SRTM系統(tǒng)完成。
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? ? ? 測圖任務從2000年2月11日開始至22日結束，共進行了11天總計222小時23分鐘的數(shù)據(jù)采集工作，獲取了北緯60度至南緯60度之間總面積超過1.19億平方公里的雷達影像數(shù)據(jù)，覆蓋地球80%以上的陸地表面，該測量數(shù)據(jù)覆蓋中國全境。SRTM系統(tǒng)獲取的雷達影像的數(shù)據(jù)量約9.8萬億字節(jié)，經過兩年多的數(shù)據(jù)處理，制成了數(shù)字地形高程模型（DEM）。
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? ? ? 這項計劃所得的最佳品質圖像將被列為機密文件,供美國軍方和情報機構使用，只有一 些分辨率較低的地圖向公眾公開。
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? ? ? SRTM 數(shù)據(jù)每經緯度方格提供一個文件,精度有 1 arc-second 和 3 arc-seconds （3弧秒）兩種,稱 作 SRTM1 和 SRTM3,或者稱作 30M 和90M 數(shù)據(jù)，即分辨率為30米和90米。目前Meteonorm軟件采用的是SRTM3。
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軟件簡介
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? ? ? Meteonorm軟件的主要特點是數(shù)據(jù)來自全球8000多個氣象站和五顆地球同步衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，可導出典型氣象年1991-2010或1996-2015的輻射數(shù)據(jù)，同時用戶還可以下載2010年至今的輻射數(shù)據(jù)、環(huán)境溫度數(shù)據(jù)。軟件可輸出36種不同的格式，覆蓋了目前大部分的模擬軟件，如光伏發(fā)電、建筑能耗仿真、光熱等。任意一種格式均可提供每個小時的或月份的數(shù)據(jù)，用戶可自定義輸出格式。
更新預告：Meteonorm軟件正在持續(xù)開發(fā)中，預計2020年5月-6月將更新到8.0版本，敬請關注！
Meteonorm7.3下載：
https://pan.baidu.com/s/1mGPxFYs6o0n0Z38C06-5-w
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