光伏阵列安装角度选择

固定式光伏阵列安装角度

一、前言太阳是一个巨大的能源，它以光辐射的形式每秒钟向太空发射约3.8×10M焦耳的能量，有22亿分之一投射到地球上，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。太阳光被大气层反射、吸收之后，还有70%透射到地面。亿万年来，地球以此形成生物圈。并为地球带来许多能量的来源，如风能，化学能，水能，乃至部分潮汐能均属于广义太阳能。然而，这些能源经过近代工业飞速发展，很多能源已消耗殆尽，狭义太阳能的利用逐渐被人们推向前台。被动式利用太阳能光电转换和光电转换两种方式都得到迅速发展。光热转换是把太阳能转化为热能，光电转换就是将太阳能转化为电能（即通常所说的光伏发电），其中重点是后者。

我国的太阳能资源比较丰富且分布范围较广，太阳能光伏发电的发展潜力巨大。

我国地处北半球,太阳能资源异常丰富，总面积2/3以上地区年日照时数大于2200h，其中西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原均为太阳能资源丰富地区；除四川盆地、贵州省资源稍差外，东部、南部及东北等其它地区都是资源较富和中等区。太阳能资源理论存储总量达每年17000亿t标准煤，与美国相近，比欧洲、日本优越得多。专家统计，如果把全国1%的荒漠中的太阳能用于发电，就可年全年的耗电量。届时，新疆、西藏、甘肃等广2003以发出相当于

我国不同地区水平面上光辐射量与日照时间资料表1

年平均年平均年平均每年平均光照每天光年平均光辐射量F

1kw/m2地天辐射量小时间H(日峰照时间区区地时)f(MJ/m2)光照时间h类小时)(h1Kwh/m2MJ/m2 .别(小时)宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、6680-84001855-2333 3200-330018.3-23.08.7-9.05.0-6.31

青海西部、西藏西部、巴基(印度、斯坦北部河北西北5852-66801625-18553000-3200 16.0-18.38.2-8.74.5-5.12

部、山西北部、内蒙南．

依照上表并对应地理位置可知，我国太阳能资源分布的主要特点有：太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°～35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太阳年辐射总量，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；由于南方多数地区云雾雨多，在北纬30°～40°地区，太阳太阳能不是，能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反

随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的增加而增长

二、太阳能光伏发电系统类别

地面太阳能光伏发电系统分为离网光伏发电系统、并网光伏发电系统及分布式光伏发电系统：

1、离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。

2、并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，发展难度较大。

3、分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。这种分布式小型并网光伏系统，特别

是光伏建筑一体化发电系统，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网光伏发电的主流。

三、分布式并网光伏发电系统组成

分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。

1、光伏电池组件有多块太阳能电池片按照后级负载要求串并组合而成；

2、光伏方阵由光伏电池组和光伏支架组装成光伏阵列，若干光伏阵列按计算角度和间距排列组成光伏方阵；

3、直流汇流箱收集光伏方阵输出的直流电，送至直流配电柜集中再由并网逆变器转换成和电网同频、同相、同压的交流电，经交流配电柜馈入电网（用户侧）；

4、供电系统监控装置和环境监测装置主要用来监控电站运行情况，收集气象信息；预防事故，评估电站综合效益。

四、并网光伏发电系统优化

以较小投入获取最大受益是每一项投资的永恒主题。在太阳能光伏发电系统中，光伏阵列成本占整个系统发电成本近40%。光伏组件阵列是实现光电转换的主要器件，光伏系统的发电量大小除与电池板功率和运行状况有关、与安装站点地理位置太阳能辐射总量和温度

有关、与还与自身能量的转换效率有关。以目前技术水平，太阳能电池板只有在直射阳光的照射下才能获得最大输出功率。因此，在电站如何选择光伏阵列安装位置及角装机规模和安装地点确定的前提下，

度，使之尽可能获取最大发电量就成为提高整个电站投资受益的先决手段。

对于一个已设定地理位置和容量的光伏电站而言，确保光伏组件阵列总能获得阳光的直射的安装方式对整个发电系统的效率影响非常大。光伏阵列安装方式分为跟踪支架式和固定支架式。

跟踪支架式有单轴跟踪，双轴跟踪，斜轴跟踪等方式；即其角度始终面对太阳方位。此类型支架无须认为调整角度。相较于固定支架式安装而言，发电效率有约20-60%提高。但在现阶段其稳定性还需大幅提高，初期投入成本与后期维护成本过高。随着技术发展，必将成为唯一安装方式。

作为现阶段主要光伏阵列安装方式----固定支架式安装，即电池板固定在支架结构上，其角度不能自主随太阳位置的变化而移动，无法每时每刻获得最大辐照量，这样的结果是影响转换效率，降低发电量。因此，合理设定支架位置和角度是提高光伏电站效率具有重要意义! 所有支架位置的选择首要的是要使阵列面避开阴影、合理间距；固定光伏阵列角度调整有方位角与倾角。

(一)光伏方阵方位角的选择。

太阳光伏方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东。