光伏组件倾角及间距计算
光伏组件设计倾角及间距计算
光伏组件设计倾角及间距计算1.倾角设计：光伏组件的倾角是指其所安装在太阳能发电系统上的倾斜角度。
倾角的选择是根据所在地区的纬度以及太阳能辐射情况来确定的。
光伏组件与太阳的入射角度越接近90度，太阳能转化效率越高。
根据世界各地的纬度，可将倾角分为三类：-低纬度地区（纬度小于25度）：太阳能辐射较为强烈，可选择较小的倾角（一般在10度左右）来安装光伏组件，以使其能够在大部分时间内接收到最大的太阳辐射。
-中纬度地区（纬度在25度至50度之间）：太阳能辐射适中，可选择与当地纬度相近的倾角来安装光伏组件，一般在20度至30度左右。
-高纬度地区（纬度大于50度）：太阳能辐射较弱，可选择较大的倾角（一般在40度至50度左右）来安装光伏组件，以使其能够在较为平坦的角度上接收太阳辐射。
为了更精确地确定光伏组件的倾角，还可以考虑当地的气候条件、季节变化以及光伏组件的作用期限等因素。
一般来说，倾角可以通过太阳能辐射和光伏组件输出功率之间的关系来进行优化。
较小的倾角可以增加夏季的发电量，较大的倾角可以增加冬季的发电量。
2.间距设计：光伏组件的间距是指组件之间的间隔距离。
间距的设计旨在确保光伏组件之间有足够的空间来避免阴影效应，并最大限度地利用太阳光。
具体的间距设计需要考虑以下因素：-组件的尺寸：光伏组件的尺寸是确定间距的关键因素之一、组件越大，所需的间距就越大，以确保组件之间有足够的空间来避免阴影。
-地面的倾斜度：如果太阳能发电系统安装在倾斜的地面上，间距需要根据地面的倾斜角度来调整。
较大的倾斜角度可能需要更大的间距来避免阴影效应。
-天气条件：一些地区可能会经常出现强风、暴雨等恶劣天气条件，间距的设计需要考虑这些因素，以确保组件之间有足够的空间来抵抗风力和排水。
-维护空间：在光伏组件之间留出足够的空间可以方便维修和清理组件，确保系统的正常运行。
一般来说，太阳能发电系统的组件间距可以根据组件的尺寸和地面的倾斜度来确定。
通常情况下，组件之间的横向间距一般是组件宽度的1.2到1.5倍，纵向间距一般是组件长度的1.5到2倍。
光伏组件倾角和阵列间距的多因素综合计算方法
光伏组件倾角和阵列间距的多因素综合计算方法叶任时;刘海波;李德;曾杰;苏毅【摘要】The reasonable determination of the angle and array spacing of PV station module is crucial to the improvement of generation benefit. By comprehensive consideration on the multiple factors of the annual shadow loss, the amount of DC cable, DC cable loss and the land occupied by the PV plant, a kind of integrated computing method to determine the angle and array spacing of the modules is presented for pursuing the maximum efficiency. Besides the increase of the generation capacity, the compact design of PV power station is realized, which saves the area covered by PV power generation unit per MW and increases the land utilization rate.%合理确定光伏电站组件的安装倾角和阵列间距，对提高光伏电站发电效益至关重要。
综合考虑了组件全年运行时间内的阴影损耗、光伏发电单元直流电缆用量、直流电缆线损、光伏阵列占地面积多因素，提出了一种确定组件的安装倾角和阵列间距综合的计算方法，以追求发电效益最大化。
屋顶光伏组件阵列间距计算的深入分析
屋顶光伏组件阵列间距计算的深入分析目前分布式光伏系统的应用主要以工业、商业或民用建筑屋顶为主，光伏阵列排布在分布式系统设计中是非常重要的环节，对于阵列前后间距的优化，我们一般以冬至日上午9时和下午15时阵列前后互不遮挡的原则作为参考，它不仅要考虑当地纬度下的太阳高度角、太阳方位角、安装倾角，也还要考虑屋面本身的坡度、坡面朝向和坡面方位角，而目前对于光伏阵列前后间距的研究文献大多是正南朝向的水平屋面，虽然也有涉及到坡角和方位角，但分析仍不够全面，存在一定的局限性。
因为实际的屋面可能同时呈现坡度和方位角，也有可能屋顶坡面东西朝向或主坡副坡同时存在，因此有必要对这些复杂屋面的阵列间距做深入分析。
通常情况下，屋面一般按其坡度的不同分为坡屋面（屋面排水坡度大于10%）和平屋面（屋面排水坡度小于5%）两大类。
对于平屋面，一种是只有横向排水坡度（或称为主坡），没有纵向排水坡度（或称为副坡、边坡），另一种则稍复杂些，同时存在主坡和副坡，副坡和主坡形成一定的角度，两种情况参考图1和图2。
主坡较常见的为2%~3%，副坡为0.5%～1%。
从光伏组件安装应用角度，目前使用最广泛的为平屋面，如工业彩钢瓦屋面、混凝土屋面，而坡屋面主要为别墅类，因坡屋面自身坡度较高，所以光伏组件一般沿着屋面平铺，参照图3。
而平屋面的坡角较小，则需要设计一定的安装倾角来获得更高的发电效率，参照图4。
平屋面可分为坡角为0°角和不为0°角两种，按照坡面朝向又可以分为东西坡和南北坡屋面，如图5为东西朝向双坡面，图6为南北朝向双坡面，这两种屋面光伏阵列朝南安装在南坡或北坡。
当然这两种屋面可能同时存在主坡和副坡，也可能存在一定的方位角，为计算方便起见，这里坡面的方位角定义为坡面法线方向在水平面的投影和正南方向的夹角，偏西为正，偏东为负。
本文主要研究对象为东西坡和南北坡这两种典型的平屋面，并推广到屋面含有方位角和主副坡共存的复杂情形。
光伏组件计算公式
光伏发电系统设计计算公式1.转换效率η= Pm电池片的峰值功率/A电池片面积×Pin单位面积的入射光功率其中：Pin=1KW/㎡=100mW/cm2;2.充电电压Vmax=V额×倍3.电池组件串并联电池组件并联数=负载日平均用电量Ah/组件日平均发电量Ah电池组件串联数=系统工作电压V×系数组件峰值工作电压V4.蓄电池容量蓄电池容量=负载日平均用电量Ah×连续阴雨天数/最大放电深度5平均放电率平均放电率h=连续阴雨天数×负载工作时间/最大放电深度6.负载工作时间负载工作时间h=∑负载功率×负载工作时间/∑负载功率7.蓄电池蓄电池容量=负载平均用电量Ah×连续阴雨天数×放电修正系数/最大放电深度×低温修正系数蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量8.以峰值日照时数为依据的简易计算组件功率=用电器功率×用电时间/当地峰值日照时数×损耗系数损耗系数：取～根据当地污染程度、线路长短、安装角度等蓄电池容量=用电器功率×用电时间/系统电压×连续阴雨天数×系统安全系数系统安全系数：取～,根据蓄电池放电深度、冬季温度、逆变器转换效率等9.以年辐射总量为依据的计算方式组件方阵=K×用电器工作电压×用电器工作电流×用电时间/当地年辐射总量有人维护+一般使用时,K取230：无人维护+可靠使用时,K取251：无人维护+环境恶劣+要求非常可靠时,K取27610.以年辐射总量和斜面修正系数为依据的计算方阵功率=系数5618×安全系数×负载总用电量/斜面修正系数×水平面年平均辐射量系数5618：根据充放电效率系数、组件衰减系数等：安全系数：根据使用环境、有无备用电源、是否有人值守等,取～蓄电池容量=10×负载总用电量/系统工作电压：10：无日照系数对于连续阴雨不超过5天的均适用11.以峰值日照时数为依据的多路负载计算电流组件电流=负载日耗电量Wh/系统直流电压V×峰值日照时数h×系统效率系数系统效率系数：含蓄电池充电效率,逆变器转换效率,组件功率衰减+线路损耗+尘埃等.具体根据实际情况进行调整;功率组件总功率=组件发电电流×系统直流电压×系数系数：组件峰值工作电压与系统工作电压的比值;蓄电池组容量蓄电池组容量=负载日耗电量Wh/系统直流电压V×连续阴雨天数/逆变器效率×蓄电池放电深度逆变器效率：根据设备选型约80%～93%之间：蓄电池放电深度：根据其性能参数和可靠性要求等,在50%～75%之间选择;12.以峰值日照时数和两段阴雨天间隔天数为依据的计算方法系统蓄电池组容量的计算蓄电池组容量Ah=安全次数×负载日平均耗电量Ah×最大连续阴雨天数×低温修正系数/蓄电池最大放电深度系数安全系数:之间:低温修正系数:0℃以上时取,-10℃以上取,-20℃以上取：蓄电池最大放电深度系数:浅循环取,深度循环取,碱性镍镉蓄电池取.组件串联数组件串联数=系统工作电压V×系数选定组件峰值工作电压V组件平均日发电量计算组件日平均发电量=Ah=选定组件峰值工作电流A×峰值日照时数h×斜面修正系数×组件衰减损耗系数峰值日照时数和倾斜面修正系数为系统安装地的实际数据：组件衰减损耗修正系数主要指因组件组合、组件功率衰减、组件灰尘遮盖、充电效率等的损失,一般取：两段连续阴雨天之间的最短间隔天数需要补充的蓄电池容量的计算补充的蓄电池容量Ah=安全系数×负载日平均耗电量Ah×最大连续阴雨天数组件并联数的计算：组件并联数=补充的蓄电池容量+负载日平均耗电量×最短间隔天数/组件平均日发电量×最短间隔天数负载日平均耗电量=负载功率/负载工作电压×每天工作小时数13.光伏方阵发电量的计算年发电量=kWh=当地年总辐射能KWH/㎡×光伏方阵面积㎡×组件转换效率×修正系数; P=H·A·η·K修正系数K=K1·K2·K3·K4·K5K1组件长期运行的衰减系数,取：K2灰尘遮挡组件及温度升高造成组件功率下降修正,取：K3为线路修正,取：K4为逆变器效率,取或根据厂家数据：K5为光伏方阵朝向及倾斜角修正系数,取左右;14.根据负载耗电量计算光伏方阵的面积光伏组件方阵面积=年耗电量/当地年总辐射能×组件转换效率×修正系数A=P/H·η·K15.太阳能辐射能量的转换1卡cal=焦J=毫瓦时mWh1千瓦时kWh=兆焦MJ1千瓦时/㎡KWh/㎡=兆焦/㎡MJ/㎡=千焦/厘米2KJ/cm2100毫瓦时/厘米2mWh/cm2=卡/厘米2cal/cm21兆焦/米2MJ/m2=卡/厘米2cal/cm2=毫瓦时/厘米2mWh/cm2当辐射量的单位为卡/厘米2：年峰值日照时数=辐射量×换算系数当辐射量的单位为兆焦/米2：年峰值日照时数=辐射量÷换算系数当辐射量单位为千瓦时/米2：峰值日照小时数=辐射量÷365天当辐射量的单位为千焦/厘米2,峰值日照小时数=辐射量÷换算系数16.蓄电池选型蓄电池容量≥5h×逆变器功率/蓄电池组额定电压17.电价计算公式发电成本价格=总成本÷总发电量电站盈利=买电价格-发电成本价格×电站寿命范围内工作时间发电成本价格=总成本-总补贴÷总发电量电站盈利=买电价格-发电成本价格2×电站寿命范围内工作时间电站盈利=买电价格-发电成本价格2×电站寿命范围内工作时间+非市场因素收益18.投资回报率计算无补贴：年发电量×电价÷投资总成本×100%=年回报率有电站补贴：年发电量×电价÷投资总成本-补贴总额×100%=年回报率有电价补贴及电站补贴：年发电量×电价+补贴电价÷投资总成本-补贴总额×100%=年回报率19.光伏方阵倾角角度和方位角角度倾斜角纬度组件水平倾角0°—25°倾角=纬度26°—40°倾角=纬度+5°—10°在我国大部分地区采取+7°41°—55°倾角=纬度+10°—15°纬度>55°倾角=纬度+15°—20°方位角方位角=一天中负荷的峰值时刻24h制-12×15+经度-11620.光伏方阵前后排间距：D = 0 . 7 0 7 H / t a n a c r s i n 0 . 6 4 8 c o sΦ- 0 . 3 9 9 s i nΦD：组件方阵前后间距Φ：光伏系统所处纬度北半球为正,南半球为负H：为后排光伏组件底边至前排遮挡物上边的垂直高度。
光伏组件计算公式
光伏发电系统设计计算公式1.转换效率η= Pm（电池片的峰值功率）/A（电池片面积）×Pin（单位面积的入射光功率）其中：Pin=1KW/㎡=100mW/cm²。
2.充电电压Vmax=V额×1.43倍3.电池组件串并联3.1电池组件并联数=负载日平均用电量（Ah）/组件日平均发电量（Ah）3.2电池组件串联数=系统工作电压（V）×系数1.43/组件峰值工作电压（V）4.蓄电池容量蓄电池容量=负载日平均用电量（Ah）×连续阴雨天数/最大放电深度5平均放电率平均放电率（h）=连续阴雨天数×负载工作时间/最大放电深度6.负载工作时间负载工作时间（h）=∑负载功率×负载工作时间/∑负载功率7.蓄电池7.1蓄电池容量=负载平均用电量（Ah）×连续阴雨天数×放电修正系数/最大放电深度×低温修正系数7.2蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压7.3蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量8.以峰值日照时数为依据的简易计算8.1组件功率=(用电器功率×用电时间/当地峰值日照时数)×损耗系数损耗系数：取1.6～2.0根据当地污染程度、线路长短、安装角度等8.2蓄电池容量=(用电器功率×用电时间/系统电压)×连续阴雨天数×系统安全系数系统安全系数：取1.6～2.0，根据蓄电池放电深度、冬季温度、逆变器转换效率等9.以年辐射总量为依据的计算方式组件（方阵）=K×（用电器工作电压×用电器工作电流×用电时间）/当地年辐射总量有人维护+一般使用时，K取230：无人维护+可靠使用时，K取251：无人维护+环境恶劣+要求非常可靠时，K取27610.以年辐射总量和斜面修正系数为依据的计算10.1方阵功率=系数5618×安全系数×负载总用电量/斜面修正系数×水平面年平均辐射量系数5618：根据充放电效率系数、组件衰减系数等：安全系数：根据使用环境、有无备用电源、是否有人值守等，取1.1～1.310.2蓄电池容量=10×负载总用电量/系统工作电压：10：无日照系数（对于连续阴雨不超过5天的均适用）11.以峰值日照时数为依据的多路负载计算11.1电流组件电流=负载日耗电量（Wh）/系统直流电压（V）×峰值日照时数（h）×系统效率系数系统效率系数：含蓄电池充电效率0.9，逆变器转换效率0.85，组件功率衰减+线路损耗+尘埃等0.9.具体根据实际情况进行调整。
光伏组件最佳倾角计算公式(二)
光伏组件最佳倾角计算公式(二)光伏组件最佳倾角计算公式引言在光伏发电系统中，确定光伏组件的最佳倾角是重要的一步。
最佳倾角可以使得光伏组件在不同季节和不同天气条件下获得最大的太阳辐射，从而实现最高的发电效率。
本文将列举几种常见的计算公式，并提供示例解释。
1. 经验公式整年最佳倾角公式光伏组件的整年最佳倾角可以使用以下经验公式来计算：整年最佳倾角公式(其中，H为地区海拔高度，δ为地区平均日光照时间（小时/天），B为地区磁偏角（度）。
示例解释：假设某地区海拔高度为500米，平均日光照时间为5小时/天，磁偏角为20度，代入公式得到最佳倾角为25度。
季节最佳倾角公式光伏组件的季节最佳倾角可以使用以下经验公式来计算：季节最佳倾角公式(其中，H为地区海拔高度，δ为地区平均日光照时间（小时/天），B为地区磁偏角（度），C为季节修正因子。
示例解释：假设某地区海拔高度为500米，平均日光照时间为5小时/天，磁偏角为20度，季节修正因子为（适用于春季），代入公式得到春季最佳倾角为20度。
2. 数学模型除了经验公式外，还可以使用数学模型来计算光伏组件的最佳倾角。
以下是一个常见的数学模型：[数学模型公式](其中，A为可调参数，θ为光伏组件倾角，R为全年光伏组件发电量与水平发电量的比值。
示例解释：假设光伏组件的可调参数A为，全年光伏组件发电量与水平发电量的比值R为，代入公式可计算出最佳倾角θ。
结论通过经验公式和数学模型，我们可以计算出光伏组件的最佳倾角。
选择合适的倾角可以最大程度地利用太阳能资源，提高光伏发电的效率。
在实际应用中，可以根据地区的具体情况和需求选择适合的计算公式和参数。
参考文献： [1] 作者1, 作者2. “光伏组件最佳倾角计算方法及应用研究”. 电力科学与工程学报, 2021, 36(5): .[2] 作者3, 作者4. “太阳能光伏组件最佳倾角计算公式综述”. 可再生能源, 2020, 25(3): 67-78.。
光伏电站的精细化设计最佳倾角及间距的优化计算
这几年随着光伏行业的整体回暖，特别是国内光伏行业的蓬勃发展，光伏电站的规模和数量日益剧增。
行业的不断发展和成熟对于电站设计也提出了更高的要求，从前的粗放型设计已经无法满足当今的发展需求了，光伏电站的精细化设计，一丝一毫地抠细节以提高光伏电站的发电量才能赢得业主和投资者的认可。
目前国内的许多电站设计者们和一些光伏类工具书上对于最佳倾角的设计，往往是用软件或者公式计算倾斜面上的年辐射量最大来确定最佳倾角，比如使用PVsyst 6计算最佳倾角时，不停的调整倾角度数，以达到三个参数：Transposition Factor FT 和Global on collector plane 最大，Loss By Respect To Optimum 为0%，比如下面这样这个时候所对应的倾角就是最佳倾角，然后再根据这个最佳倾角，使用《光伏发电站设计规范》中的规定冬至日上午9点至下午3点不遮挡的最小间距公式：D=Lcosβ+Lsinβ (0.707tan∅+0.4338)/(0.707-0.4338tan∅)式中：L——阵列倾斜面长度D——两排阵列之间距离β——阵列倾角∅——当地纬度以上就是目前许多设计人员在设计固定式地面电站时候对最佳倾角和最小间距的选取过程，然而事实是，这样的设计真的是最佳方案吗？先不说间距，就说这个最佳倾角，让我们来看看某地的一个光伏电站，按照上面的设计方法计算，最佳倾角选取为38°，阵列中心间距为9.4m。
我们以9.4m为固定间距不变，2°为步长，用PVsyst 6作为模拟计算软件，算出28度～44度之间的不同倾角下，1MW光伏电站发电量，列出下表由上面的图表可以看到，在28°～44°倾角范围内，发电量和辐射值都是随着倾角的增加呈现先增加后减小的趋势，然后两者的最大值并不出现在同一个倾角，从图表中可以看出，在间距固定的情况下，辐射量最佳的倾角为38°，其年发电量为152.66万度，还不如倾角32°时候的年发电量153.32万度多，两者的差值6600度电。
有关光伏的20个计算公式 get!
【概述】光伏技术作为可再生能源的一种重要形式，一直以其清洁、高效的特点备受关注。
在光伏发电领域，涉及到各种复杂的计算和分析，而计算公式作为解决问题的利器，扮演着重要的角色。
下面将共享20个与光伏相关的计算公式，希望对研究者和从业者有所帮助。
1. 光伏组件的光电转换效率计算公式光电转换效率 = （光电输出功率 / 光照辐射强度）× 1002. 光伏电池板的填充因子（FF）计算公式FF = （最大功率点电压× 最大功率点电流） / （开路电压× 短路电流）3. 光伏组件的输出功率计算公式光伏组件输出功率 = 光伏组件面积× 光照辐射强度× 光电转换效率4. 单个光伏电池的输出功率计算公式单个光伏电池输出功率 = 光照辐射强度× 光电转换效率× 光伏电池面积5. 光伏组件的温度系数计算公式温度系数 =（（Pm，NOCT - Pm，STC） / 25）×（T－25）6. 光伏组件的最大功率点（MPP）电压计算公式MPP电压 = 开路电压 - 填充因子× （开路电压 - 最小电压）7. 光伏组件的最大功率点（MPP）电流计算公式MPP电流 = 短路电流 + 填充因子× （开路电流 - 短路电流）8. 阵列式光伏发电系统的总发电量计算公式总发电量 = 光伏组件数量× 光伏组件额定输出功率× 光照总辐射量× 系统损耗率9. 光伏发电系统的平均日发电量计算公式平均日发电量 = 总发电量 / 天数10. 光伏逆变器输出电流计算公式输出电流 = 输出功率 / 输出电压11. 光伏逆变器效率计算公式逆变器效率 = AC输出功率 / DC输入功率12. 光伏组件的倾角优化计算公式最佳倾角 = （纬度 + 10度）× 0.8713. 光伏组件的阴影损耗计算公式阴影损耗 = （光伏组件面积× 阴影面积） / 光伏组件面积14. 光伏组件的直接太阳辐射计算公式直接太阳辐射 = 光照总辐射量 - 散射辐射 - 天空散射辐射15. 光伏组件的光伏组件的平均温度计算公式平均温度 = （开路温度 + 短路温度） / 216. 光伏组件的综合损耗计算公式综合损耗 = 发电损耗 + 线路损耗 + 逆变器损耗 + 装机容量损耗17. 光伏组件的阵列方位角优化计算公式最佳方位角 = 反时针90度18. 光伏组件的光照入射角修正计算公式光照入射角修正 = cosB19. 光伏组件的影子补偿计算公式影子补偿 =（Pm标称 - Pm最小） / Pm标称20. 光伏组件的系统综合效率计算公式系统综合效率 = （组件转换效率× 组件光损失× 系统电缆效率×逆变器效率） / 100【结语】以上是光伏领域涉及到的20个重要的计算公式，这些公式对于光伏发电系统的设计、评估和优化具有重要的意义。