图1-9矩形虚线表示阴影遮挡，（a）和（b）分别表示竖放遮挡和横放遮挡。当出现（a）情况时，如果环境影响复合旁路二极管导通条件，那么三个二极管很有可能都将导通，使得整个组件完全不对外输出功率。
表1-3中，选取了3个城市作为比较。其中上海、长春经度接近，纬度不同。哈密长春经度不同，纬度相同。使用的电池组件为300wp多晶硅组件，尺寸1956*992*40mm。其中，前后排组件的距离，为当地冬日那天。09:00-15:00阴影不遮挡的距离。(见图1-7 中距离D)
图1-10可见，高纬度地区与低纬度地区，阴影的长度是不一样的。造成单位容量的太阳能电站占地面积有很大差异。高纬度地区占地多，低纬度地区相对较少。
1.2.3 组件阵列优化设计
分布式电站设计在屋顶上，、而屋顶的面积是一定的。如何合理配置太阳能电池组件需要仔细研究。
1.2.3.1 组件阵列间距优化设计
表1-3中新疆哈密的前后排间距的数据，按冬至日这一天的数据计算得出,是最大值。这一天太阳的高度角最低，影子最长。
本小节使用PVSYST软件中的阴影仿真软件进行模拟。使用1956*992*40mm 300wp 标准尺寸组件；40块组件组成上下2排方阵，共4排。模型中斜面的宽为4M长度为20M。
按照式1-3计算，前后间距（D）为10.5M。
a)D=10.5M 见图1-11（a）2014.12.22冬至日无阴影遮挡
b)D=9.5M 见图1-11（b）2014.12.22冬至日（月）有遮挡，发电量损失0.9%见图1-11（c）11月与1月均无遮挡
c)D=9M 见图1-11（d）2014.12.22冬至日（月）有遮挡，发电量损失1.6% ；11月与1月有遮挡，当月发电量损失1%。
该模型装机容量一共48KW，依据PVSYST软件仿真的数据，12月的入网电量（E-Grid）为6256Kwh。
如果电站的铺设方案按照D=9.5米实施，12月损失电量为56.3kwh，其他月份无影响。可节约20㎡的屋顶空间。可增加2kw的容量。至少可以多发电2044kwh。
如果电站的铺设方案按照D=9米实施，1月、11月、12月损失电量为189kwh，其他月份无影响。可节约30㎡的屋顶空间。可增加2.5kw的容量。至少可以多发电2555kwh。
1.2.3.2 组件倾角设计的优化方式
目前在工程设计上使用的最佳倾角，都和当地纬度相似或者相等。见表1-3
最佳倾角是一个平均值，并不是每个季节、月份都是最佳。同样以哈密地区的气象数据为例。哈密地区春夏季节为4-9月最佳倾角为30°，10月-次年3月为秋冬季节，最佳倾角为60
依据上表1-4数据，哈密地区的0°-60°的数据太阳能辐照度数据。43°时最大，30°时比43°时少46kwh/㎡/a
表1-5可见发电量减少了1.8%,哈密属于2类地区执行0.9元的光伏上网电价。
20年的电费收益减少了54.9万。倾角43°时组件支架经受的风压大于30°时。所以30°倾角的用钢量小于43°倾角。由于哈密地区的风速高，大风持续时间长。设计30°倾角有利于电站的整体安全。
1.3 设计案例
项目地点位于江苏省泰州市，屋顶面积约1万平米，可利用面积7000平米。建筑物净高19米，女儿墙高2.7米。
泰州市气象数据
1.3.1 主要设备选型
太阳能电池组件：
由于该项目为自发自用项目，组件使用业主自产优质电池组件。型号为ET-M672300WW
并网逆变器选择：
由于配电设备间较小，厂区内也无额外空间，无法安放大型集中式逆变器。本项目选择上海兆能TRM025LTL组串式逆变器。
泰州极寒气温为零下10℃，按照电池组件的温度系数-0.31%，如果用20个300wp组件串联，开路电压降超过1000Vdc。极端条件下容易损环逆变器。所以采用18个组件串联，组成一个最基本的方阵单元。
支架选材：
该项目屋顶为水泥浇筑。每平米承重200kg。从经济角度出发，选择热镀锌不锈钢支架。
依据图1-14设计计算，每个基本方阵的用钢量为108公斤。
水泥配重计算：
泰州地区的最佳倾角为29°，支架按30°倾角设计。经软件仿真发电量只有0.5‰的差距，发电量损失可以忽略不计。依据式1-1 计算：
逆风风压 W=11497N;组件+支架重力 G=5814N
考虑抗滑移，抗倾覆等因素后，需要C35商品混凝土配重负荷4978N,质量497千克.
C35商品混凝土密度为2400KG/m³
综上计算：使用250mm*250mm*200mm混凝土配重块18块可以满足施工要求。
组件阵列排布设计
该项目总装机容量为432kw 1440块300wp组件。
由于屋顶跨度较大，建筑结构的伸缩缝较多。混凝土基础要避开伸缩缝。屋面的通风、空调冷却管道需要注意避开，还要为其预留检修通道。
按照计算，组件前后间距应为2米。该项目在设计时采用了1.8米，2.2米，2.5米三种间距。其中按照1.8米设计的阵列有6排，受阴影遮挡的阵列共5排容量135kw。
发电量损失约为0.7%。阴影在午后14:40分（冬至日、月）左右产生。
电气一次设计：
整个系统共使用20台逆变器，每个逆变器有2路MPPT.每2路组件通过专用连接器输入一路MPPT.每台逆变器接入72块组件。
组串式逆变器系统在直流侧连不使用直流汇流箱，在交流侧使用交流汇流箱。该项目使用 4台5进一出一级汇流箱，1台二级汇流箱。系统示意图见图1-16
小结：本章主要用PVSYSYT软件和NASA气象数据库进行了光伏系统仿真实验。实验了同一个分布式项目在不同倾角、不同方阵间距条件下发电量的不同。得出以下结论：在设计分布式电站时需要因地制宜。适当的调整最佳倾角和前后间距，可以节省屋顶可利用面积增加安装容量。在方案设计中利用软件进行辅助计算，可以让设计更加精确科学。
（来源：《光能》杂志）
