光伏组件最佳倾角的计算_基于NASA数据
光伏电站最佳倾角计算
光伏电站最佳倾角计算光伏电站的倾角是指太阳能电池板相对于地面的倾斜角度，它对光伏电站发电量的影响非常重要。
因此，确定适合光伏电站的最佳倾角是非常关键的。
光伏电站的最佳倾角可以通过多种方法计算，下面将介绍两种常用的计算方法。
方法一：理论最大日辐射总量法这种方法通过计算理论上一些地点太阳辐射最大值所对应的倾角来确定最佳倾角。
步骤如下：1.找到该地区平均气象参数表，查找最大日辐射总量。
2.根据最大日辐射总量所发生的日期、日照时间、时角等参数计算太阳高度角和太阳方位角。
3.根据太阳高度角和太阳方位角计算最佳倾角。
这种方法的优点是简单易行，但缺点是没有考虑到季节变化和太阳位置变化的因素。
方法二：最大年功率法这种方法通过计算在一年中不同倾角下的平均发电量，找到最大年发电量所对应的倾角。
步骤如下：1.根据该地区一年的天文参数，计算在不同倾角下的平均辐射量。
2.根据不同倾角下的平均辐射量和光伏电池板的转换效率计算在不同倾角下的平均发电量。
3.找到在不同倾角下的最大年发电量所对应的倾角，即为最佳倾角。
这种方法考虑了季节和太阳位置的变化，能够给出更准确的结果。
除了这两种计算方法外，还可以利用电站已有的监测数据进行倾角的优化。
通过收集电站的发电数据和倾角信息，利用数据分析方法找到最佳倾角。
在实际的光伏电站设计中，需要考虑到不同地区的气象条件、地理位置、设备的安装方式等因素，综合选择最佳倾角。
此外，最佳倾角也可能因为不同季节、不同光伏组件类型等因素的变化而发生改变。
总之，光伏电站的最佳倾角计算是一个复杂的过程，需要考虑到多种因素。
理论最大日辐射总量法和最大年功率法是两种常见的计算方法，但在实际应用中还需要结合实际情况进行综合考虑。
光伏电站最佳倾角的确定对于提高光伏发电效率、最大限度地利用太阳能资源至关重要。
光伏电站倾角计算方式
光伏电站倾角计算方式————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：太阳能阵列倾角计算方法的讨论和介绍在光伏阵列设计和安装中，许多参数需要根据安装地点以及周围环境进行特殊计算和分析。
太阳能阵列倾斜角度设计就是其中重要的一环。
合理的设计和安装可以提高系统产能10%左右，对于一些地理位置特殊的项目，相较于较差的设计，增产更可能高达20%。
据我所知，大多数业内设计师和安装师默认的方法是“阵列最佳倾角”等于“所在地的纬度角”。
这篇文章将会讨论和证明这种方法的缺陷，同时介绍我个人认为更为优化和准确的测算方法。
相信不少同仁在希望知道老方法的不足之前，可能更感兴趣了解这个“倾角等于纬度角”结论是怎么得出的吧。
其实这并非是一个经验论，而是基于太阳行径以及方位在特殊的日期下计算出来的一个等式。
想要在地球上定位一个地点，知道经纬度是必要的.经度（Longitude)λ和纬度(Latitude) Ø相当于我们平面几何中的Y轴和X轴，不过他们一个以本初子午线（the Prime Meridian)为基准,一个以赤道（Equator）为基准，其坐标交点就是我们需要查找的地点。
比如北京的坐标就是39.9N°，116.4°E，意思就是北京在赤道以北39.9度，格林威治线以东116.4度。
经纬度和方位角（Azimuth）是完全的两个概念，但是这两个角度对于光伏阵列的倾角和朝向，有着至关重要的影响，后文也会有所介绍。
图一：经纬度示意图图一的Ø角度就是该地点相对于地心的纬度角，而λ则是该地点相对于格林威治线的经度角。
图二：方位角示意图如果说经纬角度是定位角的话，方位角更像一个指向角。
在世界地图中，“上北下南，左西右东”其实就是对方位角的通俗表达。
如图二所示，方位角（Azimuth）其实就是朝向相对于正北的偏角。
光伏阵列上太阳辐照量计算及最佳安装倾角设计
光伏阵列上太阳辐照量计算及最佳安装倾角设计摘要：安装地点确定的固定式光伏阵列最佳倾角要受到系统并网与否的影响。
根据Hay提出的天空散射辐射各向异性模型，运用一种新的太阳能辐照量和安装倾角分析方法---Ecotect 可视化分析软件，分别对并网光伏发电系统和离网光伏发电系统的光伏方阵最佳倾角进行研究。
结果表明：并网发电系统光伏方阵的最佳安装倾角一般小于当地纬度。
在离网发电系统中，均衡性负载的安装倾角大于当地纬度；夏季型负载的最佳安装倾角小于并网发电系统的最佳安装倾角，而冬季型负载的最佳安装倾角大于均衡性负载的安装倾角。
关键词：光伏发电；固定式支架；太阳辐照量；安装倾角引言在光伏发电系统中，光伏阵列最佳倾角的选择是首先需要解决的关键问题，最佳倾角的确定主要取决于系统所在区域的地理位置、气象条件以及系统的负载性质。
在并网发电系统中，建设方一般希望全年日均发电量最大化，其最佳倾角的确定已有相关文献进行研究。
在离网发电系统中，根据用途不同，光伏系统的负载大致可以分为均衡性、季节性和临时性3种。
在多数应用中，可以认为全年日均耗电量相同的是均衡性负载；有些负载的耗电量随着季节改变而变化，我们称之为季节性负载，其最佳倾角的确定需要根据负载的具体情况进行具体分析；临时性负载常常作为应急电源使用，实际应用很少，一般只要将光伏阵列倾角调整到在使用时能接收到最大太阳辐照量即可。
本文将运用一种新的太阳辐照量和安装倾角分析方法---Ecotect太阳辐照量可视化分析软件，对并网光伏发电系统、离网光伏发电系统的光伏方阵最佳倾角进行研究。
1太阳辐照量计算原理根据Hay提出的天空散射辐射各向异性的模型，其表达式：Ht=HbRb+Hd[RbHb/H0+1/2(1-Hb/H0)(1+cosβ)]+1/2ρH(1-cosβ)(1)式中：H、Hb和Hd分别为水平面上的太阳辐照量总量、直接辐照量和散射辐照量；Rb 为倾斜面和水平面上直接辐照量的比值；H0为大气层外水平辐照量；β为倾角；ρ为地面反射率。
光伏电站最佳倾角计算
光伏电站最佳倾角计算光伏电站是将太阳能转化为电能的设备，其性能与光照角度密切相关。
而光伏电站最佳倾角的选择对电站的发电效率有着重要的影响。
本文将介绍光伏电站最佳倾角的计算方法及其影响因素。
一、光伏电站最佳倾角的定义与意义光伏电站最佳倾角是指太阳能电池板在某一地点上以最佳角度倾斜时，能够获得最大的日平均辐照量。
因为太阳光的角度会随着时间、季节和地点的不同而发生变化，所以选择合适的倾角可以最大程度地吸收太阳能，提高光伏电站的发电效率。
二、光伏电站最佳倾角的计算方法1. 等效纬度法等效纬度法是一种常用的计算光伏电站最佳倾角的方法。
根据地理位置的纬度，可以通过以下公式计算得到光伏电站最佳倾角：最佳倾角 = 纬度+ 10°2. 经验公式法除了等效纬度法，还有一些经验公式可用于光伏电站最佳倾角的计算。
例如，在中国境内，可以使用以下经验公式：最佳倾角 = 纬度× 0.87 + 3.4°3. 基于经验数据的方法除了常用的公式法，还可以根据实际经验数据进行计算。
通过收集不同地区、不同季节的光照数据，进行统计分析，找到最佳倾角与地理位置、季节变化之间的关系。
然后根据所在地区的具体情况进行调整，得到最适合该地区的最佳倾角。
三、影响光伏电站最佳倾角的因素1. 地理位置：不同地理位置的太阳高度角和太阳方位角会有所不同，因此最佳倾角也会受到地理位置的影响。
2. 季节变化：太阳高度角和太阳方位角会随着季节的变化而变化，因此最佳倾角也会随之调整。
3. 光照条件：不同地区的光照条件也会对最佳倾角产生影响。
例如，高纬度地区的太阳高度角较低，最佳倾角相对较小。
4. 光伏电池板类型：不同类型的光伏电池板对光照角度的要求也有所不同，因此最佳倾角会因电池板类型的不同而有所差异。
四、最佳倾角的优化与应用1. 组合倾角法在实际应用中，可以采用组合倾角的方式来优化光伏电站的发电效率。
通过调整部分电池板的倾角，使得整个光伏电站在不同季节和不同光照条件下都能获得较高的发电效率。
光伏电站的太阳能资源及最佳安装倾角实用性分析
光伏电站的太阳能资源及最佳安装倾角实用性分析摘要：光伏阵列最佳安装倾角的选择取决于诸多因素，如：地理位置、全年太阳辐射分布、直接辐射与散射辐射比例、负载供电要求和特定的场地条件等。
光伏阵列按最佳倾角进行安装使其受光面能得到最大的太阳辐射能，而光伏电站的发电量与其接收的太阳辐射能量成正比，因此在最佳倾角设置方式下，太阳辐射能量越强，光伏电站发电量越高。
本文将以广东地区的光伏电站案例分析太阳能资源及最佳安装倾角的合理分析选择。
关键词：光伏电站、太阳能资源、最佳安装倾角、发电量、系统效率光伏电站是利用“光—电”直接转换方式，将太阳辐射能高效转换为电能并向用户或电网输送电力的光伏发电系统。
从能量转换的角度看，太阳能是光伏电站的能量来源，因此项目场址太阳能资源评估分析是光伏电站开发选址的前提，是光伏电站实施阶段设备选型、矩阵最佳倾角选择和发电量计算的基础。
一、太阳能资源分析1.1全国太阳能资源分析太阳能作为一种非常理想的清洁能源，近年来由于人们对能源、环境问题的日益关注，同时也得益于国家“3060双碳”政策的推行，太阳能应用领域已经越来越广，普及率越来越高。
我国是太阳能资源丰富的国家之一，据统计，全国总面积2/3以上地区年日照时数在2200h以上。
1971～2008年的近40年，太阳年总辐照量平均在1050～2450kWh/m²之间；大于1050kW·h/m²的地区占国土面积的96%以上。
中国陆地表面每年接受的太阳能辐射相当于1.7×1012t 标准煤。
中国太阳能资源分布的主要特点有：(1)太阳能的高值中心都处在北纬22°～35°这一带，青藏高原是最高值中心，四川盆地是低值中心；(2)太阳能辐射总量，西部地区高于东部地区，而且除西藏和新疆两个自治区外，基本上是南部低于北部；(3)由于南方多数地区云多雨多，在北纬30°～40°地区，太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的升高而增长。
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。
光伏电站倾斜角的计算方式
光伏电站倾斜角的计算方式光伏电站的倾斜角是指太阳能电池组件在安装时相对于地平面的倾斜度。
正确的倾斜角度可以提高光伏电池组件的发电效率，因此在光伏电站设计和安装过程中，选择合适的倾斜角度是非常重要的。
以下是一些常用的光伏电站倾斜角计算方法：1.简化纬度法：简化纬度法是一种常用的倾斜角计算方法。
该方法的基本原理是根据所在地的纬度来选择倾斜角。
在简化纬度法中，倾斜角等于纬度的余切，即tan(倾斜角) = 1/纬度。
例如，在北纬30度的地方，倾斜角约为1/0.577，即约为30度。
简化纬度法的优点是简单易行，适用于大部分地区。
缺点是不能考虑到地方的地形、建筑物阴影等因素，不适用于特殊情况。
2.太阳高度角法：太阳高度角法是一种考虑太阳高度角的倾斜角计算方法。
该方法的基本原理是根据太阳在一天中不同时间的高度角来选择合适的倾斜角。
太阳高度角是指太阳光线与地平面的夹角，根据地区和季节的不同有所差异。
夏季太阳较高，倾斜角可以较小；冬季太阳较低，倾斜角可以较大。
太阳高度角法的优点是可以考虑到太阳在一天中的不同位置，适用于全年各个季节。
但需要根据具体经纬度和时间来计算，相对复杂一些。
3.经验法：经验法是一种基于经验和实际情况的倾斜角计算方法。
该方法根据地区的气候条件、太阳辐射强度和组件类型等因素，选择最适合的倾斜角。
经验法的计算过程相对简单，适用于电站规模较小或者设计要求不高的情况。
但由于没有考虑具体的数据和参数，可能不太准确。
除了上述常用的计算方法，倾斜角的选择还需要考虑以下因素：1.组件类型和安装方式：不同类型的光伏组件（如单晶硅、多晶硅、薄膜等）在不同的倾斜角下有最佳的发电效率。
2.地方气候和太阳辐射量：不同地区的气候条件和太阳辐射量差异较大，需要根据实际情况选择适宜的倾斜角。
3.地形和阴影：如果电站处于有高建筑物、山脉等阴影影响的地方，需要考虑遮挡因素来选择倾斜角度。
综上所述，选择合适的倾斜角度在光伏电站的设计和安装中非常重要。
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7.63 7.61 7.59 7.56 7.54 7.51 7.48 7.45 7.42 7.39 7.36 7.32 7.28 7.24 7.20 7.16
7.16 7.13 7.11 7.08 7.05 7.02 6.99 6.96 6.92 6.89 6.85 6.81 6.77 6.73 6.69 6.65
全年总辐射量 2449.11
说明 夏天最佳
6.90 6.88 6.86 6.84 6.81 6.79 6.76 6.73 6.70 6.67 6.64 6.61 6.57 6.54 6.50 6.46
6.80 6.80 6.78 6.77 6.76 6.74 6.73 6.71 6.69 6.67 6.65 6.63 6.60 6.58 6.55 6.52
7月 197 86.85 21.35
8月 228 78.95 13.45
9月 258 67.72 2.22
ห้องสมุดไป่ตู้
10月 289 55.53 -9.97
11月 319 46.35 -19.15
12月 350 42.13 -23.37
7月 6.92
8月 6.81
9月 6.41
10月 5.81
11月 5.60
12月 5.53
（数据来源NASA网站）
Monthly Averaged Radiation Incident On An Equator-Pointed Tilted Surfac Lat 24.767 Lon 103.433 SSE HRZ K Diffuse Direct Tilt 0 Tilt 9 Tilt 24 Tilt 39 Tilt 90 OPT OPT ANG Jan 3.94 0.57 1.17 5.52 3.83 4.29 4.88 5.2 4.15 5.25 48 Feb 4.69 0.58 1.39 5.83 4.65 5.07 5.54 5.72 4.09 5.72 40 Mar 5.37 0.57 1.75 5.74 5.31 5.56 5.74 5.63 3.3 5.74 26 Apr 6.08 0.58 2.02 5.99 5.96 6.04 5.93 5.52 2.46 6.04 11 May 5.33 0.48 2.42 4.19 5.3 5.24 4.95 4.45 1.89 5.3 0 Jun 4.86 0.43 2.51 3.37 4.84 4.75 4.45 3.96 1.76 4.84 0
7.62 7.64 7.66 7.67 7.68 7.69 7.69 7.70 7.70 7.71 7.70 7.70 7.70 7.69 7.69 7.68
8.19 8.18 8.17 8.17 8.15 8.14 8.13 8.11 8.09 8.07 8.05 8.02 8.00 7.97 7.94 7.91
水平面辐照量与最佳安装倾角下的辐照量对比
Lat 39.89 Lon 116.26
水平面月辐照量 最佳倾角月辐照量
一月 122.14 194.58
二月 131.32 199.76
三月 166.47 238.70
四月
五月 六月 182.4 165.23 145.8 243.29 231.05 208.67
2453.35 2457.05 2460.20 2462.82 2464.89 2466.42 2467.41 2467.85 2467.75 2467.11 2465.92 2464.18 2461.91 2459.09 2455.73 2451.83 冬天最佳 全年最佳
安装倾角下的辐照量对比 七月 142.29 208.71 八月 140.74 208.00 九月 123.3 193.01 十月 十一月 十二月 110.36 106.8 109.43 184.67 175.83 181.58
5.64 5.67 5.71 5.74 5.77 5.80 5.83 5.86 5.89 5.91 5.94 5.96 5.98 6.00 6.02 6.03
5.57 5.62 5.66 5.70 5.74 5.78 5.82 5.86 5.89 5.93 5.96 5.99 6.02 6.04 6.07 6.09
辐照量和最佳倾角辐照量的比较
水平面月辐照量
最佳倾角月辐照量
八月
九月
十月
十一月 十二月
6.00 6.04 6.09 6.13 6.17 6.20 6.24 6.28 6.31 6.34 6.37 6.40 6.43 6.45 6.48 6.50
6.92 6.96 6.99 7.02 7.05 7.08 7.11 7.13 7.16 7.18 7.20 7.22 7.23 7.25 7.26 7.27
1月 5.95
2月 6.88
3月 7.61
4月 8.19
5月 7.65
6月 7.18
纬度-7° 斜面辐射 (kwh/m2) 纬度-6° 斜面辐射 (kwh/m2) 纬度-5° 斜面辐射 (kwh/m2) 纬度-4° 斜面辐射 (kwh/m2) 纬度-3° 斜面辐射 (kwh/m2) 纬度-2° 斜面辐射 (kwh/m2) 纬度-1° 斜面辐射 (kwh/m2) 按照纬度斜面辐射 (kwh/m2) 纬度+1° 斜面辐射 (kwh/m2) 纬度+2° 斜面辐射 (kwh/m2) 纬度+3° 斜面辐射 (kwh/m2) 纬度+4° 斜面辐射 (kwh/m2) 纬度+5° 斜面辐射 (kwh/m2) 纬度+6° 斜面辐射 (kwh/m2) 纬度+7° 斜面辐射 (kwh/m2) 纬度+8° 斜面辐射 (kwh/m2) 预测发电量 (万千瓦时)
计算表
月份 N - 月中日期的序号 α - 中午时分的太阳高度角 δ - 太阳赤纬角 表：不同倾角面的计算表 β - 倾角 (° ) 纬度-8° 斜面辐射 (kwh/m2) 1月 16 44.40 -21.10 2月 45 51.88 -13.62 3月 75 63.08 -2.42 4月 105 74.91 9.41 5月 136 84.53 19.03 6月 166 88.81 23.31
水平面辐照量和最佳倾角辐照量的比较
300
250
200
200
辐照量
150
100
50
0
一月
二月
三月
四月
五月
六月
七月
源NASA网站）
2
On An Equator-Pointed Tilted Surface (kWh/m /day) Jul 4.59 0.41 2.47 3.04 4.57 4.51 4.25 3.82 1.74 4.57 0 Aug 4.54 0.42 2.32 3.22 4.43 4.44 4.3 3.96 1.88 4.45 5 Sep 4.11 0.42 2.06 3.12 4.05 4.14 4.15 3.97 2.23 4.17 17 Oct 3.56 0.42 1.74 3.09 3.53 3.71 3.88 3.87 2.58 3.9 31 Nov 3.56 0.5 1.37 4.21 3.44 3.78 4.17 4.36 3.32 4.37 44 Dec 3.53 0.54 1.15 4.92 3.44 3.88 4.44 4.77 3.91 4.84 50 Annual Average 4.51 0.49 1.87 4.34 4.44 4.61 4.72 4.6 2.77 4.93 22.5
海拔: 地理信息
1800meters
averaged from the USGS GTOPO30
digital elevation model
北边界 25 西边界 103 纬度 经度 中心 24.5 103.5 南边界 24 东边界 104
Parameters for Tilted Solar Panels:
6.42 6.43 6.43 6.43 6.44 6.44 6.44 6.43 6.43 6.43 6.42 6.41 6.40 6.39 6.38 6.37
5.84 5.86 5.88 5.90 5.91 5.93 5.94 5.96 5.97 5.98 5.99 6.00 6.01 6.01 6.02 6.02