最佳光伏倾角
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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。
光伏电池板不同朝向的最佳安装倾角章庆【摘要】将天津地区标准年气象数据作为基础数据,采用MATLAB软件计算倾斜光伏电池板获得的太阳辐射量.光伏电池板朝南时,安装倾角0° ~40°、50°~70°、80°获得日均太阳辐射量最大月分别出现在5月、4月、2月;安装倾角越大,光伏电池板获得的日均太阳辐射量的变化幅度越小.光伏电池板最理想的朝向为南向,最佳倾角随着方位角(定义为朝南时方位角为零,随着向西偏转,方位角逐渐增大,当朝西时方位角为90°)的增大逐渐减小.方位角0°~10°、20°~60°、70°、80° ~90°对应的最佳安装倾角分别为30°、20°、10°、0°.【期刊名称】《煤气与热力》【年(卷),期】2017(037)006【总页数】3页(P4-6)【关键词】光伏发电;电池板;朝向;安装倾角【作者】章庆【作者单位】天津市交通建筑设计院,天津300381【正文语种】中文【中图分类】TM615随着常规化石能源的利用,环境问题也在逐步加剧,各国都在加大力度进行可再生能源的研究和开发利用。
在众多形式的可再生能源当中,太阳能光伏发电技术具有代表性。
在光伏发电系统中,太阳能光伏电池是最小的发电单元。
在进行光伏发电系统设计时,通常是将多个光伏电池串联或并联,并安装在固定的基础底座上,形成直流发电单元,进而成为光伏发电方阵。
由于近年来建筑外形呈现多样化的趋势,在实现建筑美观的同时也给光伏发电系统的安装造成了一定的复杂性,尤其对光伏电池板的朝向影响较大。
本文对光伏电池板获得太阳能辐射量最大月以及不同朝向对应的最佳安装倾角进行计算与分析。
1 计算方法在太阳能应用领域,无论是光热利用中的集热器还是光电利用中的光伏电池板,都要确保在全年大多数时间内实现高效运行。
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。
一、纬度范围
本文将主要探讨纬度范围在0°- 60°之间的地区,这是因为大部分人类居住和活动的地区都集中在这个范围内。
对于更高纬度的极地地区,由于气候条件和其他因素的限制,光伏组件的使用受到较大影响,因此在此不做讨论。
二、最佳倾角与纬度的关系
最佳倾角是指为了最大化光伏组件接收到的太阳辐射量,组件应倾斜的角度。
在低纬度地区,由于太阳高度角较大,最佳倾角通常较小;而在高纬度地区,太阳高度角较小,最佳倾角则较大。
简单来说,随着纬度的升高,最佳倾角也会相应增大。
三、不同纬度下的最佳倾角值
以下是一个大致的表格,展示了不同纬度下的最佳倾角值:
需要注意的是,上述表格中的角度是一个大致的范围,实际应用中还需要考虑其他因素,如地形、遮挡物等。
四、实例分析
以某地为例,该地的纬度为35°N。
根据上述表格,该地的最佳倾角应在40°-50°之间。
因此,为了最大化光伏组件的发电效率,应将组件安装在一个大约45°的倾斜角度上。
这只是一个简单的示例,实际安装时还需要考虑其他因素。
五、结论
光伏组件的最佳倾角与所在地的纬度密切相关。
随着纬度的升高,最佳倾角也会相应增大。
在设计和安装光伏系统时,应充分考虑当地的纬度和其他因素,以确保光伏组件能够最大限度地接收太阳辐射,从而提高发电效率。
同时,根据实际情况灵活调整倾角,可以更好地平衡光伏系统的性能和成本。
光伏组件最佳倾角光伏组件的最佳倾角是指太阳能电池板安装时与地平面的夹角。
它对于光伏发电系统的性能至关重要。
正确选择和安装光伏组件的倾角,可以最大程度地提高光伏发电系统的发电效率,提高能源利用率。
在选择光伏组件的最佳倾角时,我们需要考虑多个因素。
首先,我们需要了解所在地区的纬度和阳光照射角度。
纬度越低,阳光入射角度越大,最佳倾角也就越大。
相反,纬度越高,阳光入射角度越小,最佳倾角也就越小。
所以,在选择倾角时,我们可以借助纬度信息来指导。
其次,我们还需要考虑光伏组件的安装地点和使用需求。
如果光伏组件安装在平屋顶上,最佳倾角应根据实际情况选择,以便最大程度地利用到阳光资源。
然而,如果光伏组件安装在斜屋顶上,最佳倾角需要根据屋顶的坡度来确定。
一般来说,光伏组件的坡度与屋顶坡度相同或略大即可。
此外,我们还需要考虑光伏组件的季节调整能力。
夏季阳光高度较高,推荐选择较小的倾角来最大程度地吸收太阳能。
而在冬季,阳光高度较低,推荐选择较大的倾角来更好地捕捉阳光能量。
通过根据季节调整倾角,可以使光伏发电系统在不同季节中都能获得较高的发电效率。
最后,我们还应考虑光伏组件的清洁和维护。
正确选择倾角可以使太阳能电池板更易于清洁,减少灰尘和植物残渣的堆积。
这将有助于提高光伏系统的发电效率,并延长光伏组件的使用寿命。
通过正确选择光伏组件的最佳倾角,我们可以最大限度地提高光伏发电系统的发电效率,提高能源利用率。
这不仅可以为我们节约能源,减少对传统能源的依赖,还可以降低对环境的影响,推动可持续发展。
因此,在选择和安装太阳能电池板时,我们务必要考虑光伏组件的最佳倾角,并根据实际情况进行调整,以获得最佳的发电效果。
1 分布式光伏发电系统的特点分布式光伏电站通常是指利用分散式资源,装机规模较小的、布置在用户附近的发电系统,一般接入低于35kV或更低电压等级的电网,其采用光伏组件将太阳能直接转换为电能。
目前应用最为广泛的分布式光伏电站系统是建在建筑物屋顶的光伏发电项目。
该类项目通常就近接入公共电网,与公共电网一起为附近的用户供电。
与传统的集中式光伏发电相比,分布式光伏电站具有线路传输损耗小、占地面积小和运行灵活等优势。
2 分布式光伏电站设计分析由于建筑屋顶空间条件十分有限,光伏组件采用不同安装倾角时,受组件遮挡影响,系统安装容量有明显区别,同时其发电效率也随之变化。
因此,分布式光伏电站的建设成本、项目收益与光伏组件安装倾角具有直接关系。
分布式光伏电站的初步设计方法见图1。
下面根据某一个具体的分布式光伏电站,不同倾角的设计方案来分析说明组件安装倾角与项目。
3 光伏电站基本条件本项目办公楼所处位置为北京市通州区,太阳能资源丰富,多年平均总辐射为5049MJ/m2。
根据我国太阳能资源区划标准,该地区接近II类“很丰富带”,适合开展光伏电站的建设。
当地太阳能资源情况如表1。
北京气象站实测年的总辐射日变化见图2。
可以看出,总辐射呈现出明显的日变化趋势,从6:00(北京时间)开始出现一定强度的太阳辐射,在中午13:00的时候太阳辐射强度达到最大值,而后开始逐渐的减弱。
一天中太阳辐射强度较大的时段主要集中在中午前后的10:00~15:00。
本项目为办公楼,地上8层,建筑总高度38m。
项目屋顶建筑形式为平屋顶,屋顶面积2500m2。
光伏系统采用单晶295Wp电池组件,发电并网,自发自用,安装单位平均电价:0.94元/kWh。
4 组件串联数计算光伏组件串联数量计算,按照GB50797-2012《光伏发电站设计规范》中组串计算公式:式中,V dcmax为逆变器允许最大直流输入电压,V;V mppt min为逆变器MPPT电压最小值,V;V mppt max为逆变器MPPT电压最大值,V;V oc为光伏组件开路电压,V;V pm为光伏组件工作电压,V;K v为光伏组件开路电压温度系数;K′v为光伏组件工作电压温度系数;t′为光伏组件工作条件下的极限最高温度,℃;t为光伏组件工作条件下的极限最低温度,℃;N为光伏组件串联数(N取整)。
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.。
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。
光伏板最佳方位角
光伏板的最佳方位角取决于安装地区和具体的光照条件,具体分析如下:
在北半球,太阳能电池板的主板应选择正南方向,发电效率最高。
也可以选择在西南方向20度以内,这样不管是在冬天还是在夏天都
能有很好的光照供给发电。
如果不能正南或者一些太阳能板放不下了,也可以放在东、西两个方向,也能有半天的时间是在发电,不要在北边,北边太阳一天都照不到。
然而,光伏最佳倾角会受到各条件的影响,确定光伏最佳倾角需要考虑以下因素:
1.地理位置:不同地理位置的太阳高度角和方位角不同,因此最佳
倾角也不同。
2.季节变化:不同季节太阳高度角和方位角也有所不同,因此最佳
倾角需要根据季节进行调整。
3.光伏板材质和类型:不同材质和类型的光伏板对最佳倾角的要求
也不同,比如双面光伏板和单面的光伏板是不同的,这是因为双面板需要接受地面反射的太阳能。
4.气象条件:气象条件对光伏发电量的影响也需要考虑,如温度、
风速、湿度等。
建议根据实际情况综合考虑,如有需要,可以咨询专业人士。
8个问题深入了解最佳倾角1. 什么是最佳倾角?狭义上说,若固定式光伏方阵在该倾角下倾斜面所接收到的年总辐射量最大,则称该倾角为最佳倾角(根据《光伏发电站设计规范》GB 50797-2012中对最佳倾角的定义为年总辐射量最大而非年发电量最高);然而广义上说,最佳倾角也可以是年发电量最高对应的倾角、收益率最高对应的倾角、某几个月发电量最高所对应的倾角以及其他各种限定条件下计算出的最优倾角。
下文中主要以大家常说的狭义上的最佳倾角来进行讨论。
2. 为什么需要最佳倾角?为了更多的接收太阳辐射。
对于一个光伏方阵斜面而言,太阳在其上的入射角度的不同会导致其单位面积所接收到的太阳法向辐射量不同,入射角(与垂直于光伏方阵的法线的夹角)越大,接收到的太阳法向辐射量就越少(对于相同的辐射输入而言)。
而光伏方阵的倾角变化会使得太阳的入射角发生变化从而影响其辐射接收量。
因此需要通过理论计算得到一个从全年的辐射接收量来看最优的倾角,这个倾角就是最佳倾角。
3. 怎么计算最佳倾角?计算最佳倾角需要当地的经纬度来确定太阳各时刻的高度角和方位角,需要年辐射数据,最好是多年平均的年辐射数据来确定当地太阳辐射的特性。
根据辐射数据及经纬度计算并累加得到不同倾角光伏方阵的年总辐射接收量,从中选择年总辐射量最大的倾角作为最佳倾角。
一般可采用PVsyst 等软件方便快捷的进行最佳倾角计算。
4. 最佳倾角主要受哪些因素影响?最佳倾角的主要影响因素包括:①纬度,纬度的不同会影响太阳高度角的变化特性,从而影响最佳倾角;②各月辐射量分布,一年中的辐射量若更多的集中在太阳高度角高的月份则会使得最佳倾角变大,反之则会变小;③直散比,直接辐射具有方向性,而散射辐射各向同性,因此他们各自在总辐射中的占比不同也对最佳倾角有一定的影响。
5. 海拔高度会影响最佳倾角吗?海拔高度对于最佳倾角的影响在公众号历史文章《海拔高度会影响最佳倾角吗?》已经有较详细的说明,可参考阅读。
光伏电站最佳倾角
在光伏方阵的设计时,如果采用固定式的安装方式,会有一个“最佳倾角”的概念,这里的最佳倾角指的是当光伏方阵按照某一
角度倾斜放置时,光伏板倾斜面上的年总辐射量达到最大,但通常
情况下,与这个最佳倾角相近的角度辐射量差别其实很小。
而当在
电站容量一定的情况下,降低倾角可以节约土地、电缆,增加支架
的抗风性;在用地面积一定的情况下,降低倾角可以提高装机容量
和发电量,增加收益。
下面以甘肃某地区分布式电站为例,进行对
比分析。
通过软件计算当角度为35°时倾斜面上的年总辐射量最大。
23°~37°倾斜面上年总辐射量变化见下图。
图1:不同角度下倾斜面上的年总辐射量
从上图可以看出,23°~37°倾斜面上年总辐射量变化曲线十分
平缓,也就是说最佳倾角附近倾斜面上的总辐射年总量相差很少。
该项目可利用土地面积有限,在这种情况下,分别对35°、30°、25°三个角度电站的装机容量、发电量、投资收益进行对比,结果如下:
图2:不同角度下电站装机容量、发电量、收益当光伏组件倾斜角度为35°时,电站装机容量4.0MW,年平均
发电量534万kW,融资前税前内部收益率12.64%;当倾斜角度为30°时,电站装机容量4.4MW,年平均发电量586万kW,融资前税
前内部收益率12.72%;当倾斜角度为25°时,电站装机容量5.5MW,年平均发电量586万kW,融资前税前内部收益率12.83%。
由此可见,与最佳倾角35°相比,25°收益更好。
因此,最佳
只是说辐射量最大,对于电站整体收益未必最佳,不同项目应该根
据项目情况进行多方案对比,最终确定光伏阵列的安装角度。