太陽能方陣安裝角度的計算

1、太陽能方陣安裝角度的計算太陽能方陣安裝角度的計算轉(zhuǎn)載自晨陽路燈廠轉(zhuǎn)載于2010年04月30日08:46閱讀(1)評論(0)分類：書刊摘錄舉報由于太陽能是一種清潔的能源，它的應用正在世界范圍內(nèi)快速地增長。利用太陽光發(fā)電就是一種使用太陽能的方式，可是目前建設一個太陽能發(fā)電系統(tǒng)的成本還是較高的，從我國現(xiàn)階段的太陽能發(fā)電成本來看，其花費在太陽電池組件的費用大約為60～70％，因此，為了更加充分有效地利用太陽能，如何選取太陽電池方陣的方位角與傾斜

2、角是一個十分重要的問題。1.方位角太陽電池方陣的方位角是方陣的垂直面與正南方向的夾角（向東偏設定為負角度，向西偏設定為正角度）。一般情況下，方陣朝向正南（即方陣垂直面與正南的夾角為0）時，太陽電池發(fā)電量是最大的。在偏離正南（北半球）30度時，方陣的發(fā)電量將減少約10％～15％；在偏離正南（北半球）60時，方陣的發(fā)電量將減少約20％～30％。但是，在晴朗的夏天，太陽輻射能量的最大時刻是在中午稍后，因此方陣的方位稍微向西偏一些時，在午后時刻

3、可獲得最大發(fā)電功率。在不同的季節(jié)，太陽電池方陣的方位稍微向東或西一些都有獲得發(fā)電量最大的時候。方陣設置場所受到許多條件的制約，例如，在地面上設置時土地的方位角、在屋頂上設置時屋頂?shù)姆轿唤牵蛘呤菫榱硕惚芴栮幱皶r的方位角，以及布置規(guī)劃、發(fā)電效率、設計規(guī)劃、建設目的等許多因素都有關系。如果要將方位角調(diào)整到在一天中負荷的峰值時刻與發(fā)電峰值時刻一致時，請參考下述的公式。至于并網(wǎng)發(fā)電的場合，希望綜合考慮以上各方面的情況來選定方位角。方位角＝（一

4、天中負荷的峰值時刻（24小時制）－12）15＋（經(jīng)度－116）10月9日北京的太陽電池方陣處于不同方位角時，日射量與時間推移的關系曲線。在不同的季節(jié)，各個方位的日射量峰值產(chǎn)生時刻是不一樣的。2.傾斜角傾斜角是太陽電池方陣平面與水平地面的夾角，并希望此夾角是方陣一年中發(fā)電量為最大時的最佳傾斜角度。一年中的最佳傾斜角與當?shù)氐牡乩砭暥扔嘘P，當緯度較高時，相應的傾斜角也大。但是，和方位角一樣，在設計中也要考慮到屋頂?shù)膬A斜角及積雪滑落的傾斜角（斜

5、率大于50％60％）等方面的限制條件。對于積雪滑落的傾斜角，即使在積雪期發(fā)電量少而年總發(fā)電量也存在增加的情況，因此，特別是在并網(wǎng)發(fā)電的系統(tǒng)中，并不一定優(yōu)先考慮積雪的滑落，此外，還要進一步考慮其它因素。對于正南（方位角為0度），傾斜角從水平（傾斜角為0度）開始逐漸向最佳的傾斜角過渡時，其日射量不斷增加直到最大值，然后再增加傾斜角其日射量不斷減少。特別是在傾斜角大于50～60以后，日射量急劇下降，直至到最后的垂直放置時，發(fā)電量下降到最小。方

6、陣從垂直放置到10～20的傾斜放置都有實際的例子。對于方位角不為0度的情況，斜面日射量的值普遍偏低，最大日射量的值是在與水平面接近的傾斜角度附近。以上所述為方位角、傾斜角與發(fā)電量之間的關系，對于太陽照在地面太陽能電池方陣上的輻射光的光譜、光強受到大氣層厚度（即大氣質(zhì)量）、地理位置、所在地的氣候和氣象、地形地物等的影響，其能量在一日、一月和一年內(nèi)都有很大的變化，甚至各年之間的每年總輻射量也有較大的差別。太陽能電池方陣的光電轉(zhuǎn)換效率，受到電

7、池本身的溫度、太陽光強和蓄電池電壓浮動的影響，而這三者在一天內(nèi)都會發(fā)生變化，所以太陽能電池方陣的光電轉(zhuǎn)換效率也是變量。蓄電池組也是工作在浮充電狀態(tài)下的，其電壓隨方陣發(fā)電量和負載用電量的變化而變化。蓄電池提供的能量還受環(huán)境溫度的影響。太陽能電池充放電控制器由電子元器件制造而成，它本身也需要耗能，而使用的元器件的性能、質(zhì)量等也關系到耗能的大小，從而影響到充電的效率等。負載的用電情況，也視用途而定，如通信中繼站、無人氣象站等，有固定的設備耗電

8、量。而有些設備如燈塔、航標燈、民用照明及生活用電等設備，用電量是經(jīng)常有變化的。設計者的任務是：在太陽能電池方陣所處的環(huán)境條件下（即現(xiàn)場的地理位置、太陽輻射能、氣候、氣象、地形和地物等），設計的太陽能電池方陣及蓄電池電源系統(tǒng)既要講究經(jīng)濟效益，又要保證系統(tǒng)的高可靠性。某特定地點的太陽輻射能量數(shù)據(jù)，以氣象臺提供的資料為依據(jù)，供設計太陽能電池方陣用。這些氣象數(shù)據(jù)需取積累幾年甚至幾十年的平均值。地球上各地區(qū)受太陽光照射及輻射能變化的周期為一天24

9、h。處在某一地區(qū)的太陽能電池方陣的發(fā)電量也有24h的周期性的變化，其規(guī)律與太陽照在該地區(qū)輻射的變化規(guī)律相同。但是天氣的變化將影響方陣的發(fā)電量。如果有幾天連續(xù)陰雨天，方陣就幾乎不能發(fā)電，只能靠蓄電池來供電，而蓄電池深度放電后又需盡快地將其補充好。設計者多數(shù)以氣象臺提供的太陽每天總的輻射能量或每年的日照時數(shù)的平均值作為設計的主要數(shù)據(jù)。由于一個地區(qū)各年的數(shù)據(jù)不相同，為可靠起見應取近十年內(nèi)的最小數(shù)據(jù)。根據(jù)負載的耗電情況，在日照和無日照時，均需用

10、蓄電池供電。氣象臺提供的太陽能總輻射量或總?cè)照諘r數(shù)對決定蓄電池的容量大小是不可缺少的數(shù)據(jù)。對太陽能電池方陣而言，負載應包括系統(tǒng)中所有耗電裝置（除用電器外還有蓄電池及線路、控制器等）的耗量。方陣的輸出功率與組件串并聯(lián)的數(shù)量有關，串聯(lián)是為了獲得所需要的工作電壓，并聯(lián)是為了獲得所需要的工作電流，適當數(shù)量的組件經(jīng)過串并聯(lián)即組成所需要的太陽能電池方陣。3蓄電池組容量設計太陽能電池電源系統(tǒng)的儲能裝置主要是蓄電池。與太陽能電池方陣配套的蓄電池通常工作