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。
收稿日期：2010-08-17，高级工程师，从事新能源管理工作。
E -mail:dxw_nmgyz@一期建设规模为5MW ，规划容量为30MW 。
本文通过对该工程的太阳能电池阵列布置设计方案进行分析，对电池组件安装倾角的选择作出计算和比较，认为可以先按照最大发电量原则计算出倾角，再适当减小，以获得整体工程效益的最大化。
1太阳能电池参数本工程采用国电晶德太阳能科技（宜兴）有限公司生产的高效多晶硅太阳能电池组件，型号为JT6P-230，最大功率为230W ，最佳工作电压为29.6V ，最佳工作电流为7.78A ，开路电压为36.4V ，短路电流为8.58A ，组件转换效率为14.14%，组件尺寸为1640mm ×992mm ×45mm ［3］。
单位面积年发电量［1］，图1为转换成的曲线［1］。
通过表1及图1可以看出，单位面积年发电量从34°起呈上升趋势，在39°时达到最大，之后又呈图1不同角度的年发电量曲线Fig.1Annual power generation at different angles表1不同角度的日辐射量和年发电量Tab.1Daily radiation level and annual power generation at different angles董霞威等：光伏并网电站光伏组件安装倾角的选择设计第12期新能源图2间距D 的计算Fig.2Calculation of distance D下降趋势。
所以设计单位选定最佳倾角为39°，实际工程也是按照39°固定倾角实施的。
3太阳能电池板安装倾角的变化对发电量的影响设计单位的选择原则是发电量最大化，但是有一个问题也应该考虑，即通过表1及图1可以发现，安装倾角从34°到44°单位面积发电量变化是很小的。
倾角是影响光伏方阵行距的重要因素，倾角大，行距会增加，占地面积会增加，即如果倾角减小，发电量会损失一些，但光伏方阵的行距同样会变小，占地面积也会减小。
