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光伏支架系統(tǒng)安裝傾斜角對(duì)于光伏電站發(fā)電量的影響因素

Data:2021-03-22

光伏電站的傾斜角是光伏支架系統(tǒng)與地表水平面之間的夾角。電站設(shè)計(jì)時(shí)，一般參考不同傾斜角度下全年累計(jì)輻射量歷史數(shù)據(jù)，選擇輻射量最高的角度作為最佳傾角設(shè)計(jì)。因?yàn)榈厍驀@太陽一直做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)公轉(zhuǎn)周期內(nèi)太陽直射點(diǎn)一直在地球南北回歸線之間往復(fù)移動(dòng)。所以不同的傾斜角下光伏支架系統(tǒng)接受的輻射總量不一樣，我們將接受到年輻射總量最大的傾斜角稱為最佳傾角。
 
光伏支架系統(tǒng)安裝傾斜角對(duì)于光伏電站發(fā)電量的影響因素

在實(shí)際選擇最佳傾角過程中，還要選擇考慮項(xiàng)目建設(shè)地的地理環(huán)境和自然環(huán)境等因素。如傾斜角度對(duì)積雪滑落的影響；傾斜角變化時(shí)對(duì)組件抗風(fēng)壓、抗雪壓影響；同時(shí)還需考慮這些因素對(duì)光伏支架選材和基礎(chǔ)配重的影響和角度過高引起前后排距離變化，增加用地成本等。
 
安裝傾角建議從5°開始取值，直到出現(xiàn)最大輻射量值的安裝傾角，然后在此值的基礎(chǔ)上再選更大的幾個(gè)角度進(jìn)行復(fù)核，最終得出傾斜面輻射量最大時(shí)對(duì)應(yīng)的安裝傾角即為此光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏組件的最佳安裝傾角。采用固定太陽能板支架時(shí)，光伏組件的安裝傾角為32°時(shí)其傾斜面接收的日均太陽輻射量最大[1]，則該角度下光伏組件傾斜面接收的年太陽輻射量也最大。
 
以南疆某電站為例，實(shí)際安裝傾斜角34°。但在使用設(shè)計(jì)軟件對(duì)其不同傾斜角度下的發(fā)電量進(jìn)行測(cè)算對(duì)比時(shí)，得出在其地理位置條件下，傾斜角為37°時(shí)組件表面接受到的輻射量最高，發(fā)電量也最高。實(shí)際安裝角度發(fā)電量與測(cè)算最佳角度年發(fā)電量較低0.13%，具體數(shù)據(jù)如下：
 
光伏支架系統(tǒng)安裝傾斜角對(duì)于光伏電站發(fā)電量的影響因素
 
34°傾斜角，方位角正南                                                 37°傾斜角，方位角正南
 
光伏支架系統(tǒng)安裝傾斜角對(duì)于光伏電站發(fā)電量的影響因素
 
34°首年傾斜角發(fā)電量
 
不同傾斜角下年輻射總量和發(fā)電量如下：
 
光伏支架系統(tǒng)安裝傾斜角對(duì)于光伏電站發(fā)電量的影響因素

通過上述數(shù)據(jù)分析我們可以得出以下觀點(diǎn)：

（1）最佳傾斜角與當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥扔嘘P(guān)。以赤道為基準(zhǔn)點(diǎn)，當(dāng)?shù)乩砭暥认虻厍騼蓸O逐步增高時(shí)，相應(yīng)最佳傾斜角度數(shù)也逐步增大。
 
（2）傾斜角從水平(0°)向最佳傾斜角增加時(shí)，其表面接受到的輻射量相應(yīng)增加，達(dá)到最佳傾斜角時(shí)接收到輻射量最大；隨著傾斜角繼續(xù)增加其表面接受到的輻射量又開始減少，對(duì)應(yīng)發(fā)電量逐步降低。
 
（3）傾斜角在最佳傾角的±5°范圍內(nèi)，輻射量對(duì)發(fā)電量的影響相對(duì)有限
。
對(duì)比不同傾斜角對(duì)發(fā)電量的影響宜采用單一變量對(duì)比。但一般同一電站組件傾斜角均為同一角度和方位，采用不同區(qū)域電站對(duì)比，影響因素又過多。因此考慮使用PV-System設(shè)計(jì)軟件對(duì)其進(jìn)行論證。其軟件的氣象數(shù)據(jù)來源于NASA和Meteonorm兩個(gè)氣象數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)通過實(shí)際測(cè)算，其測(cè)算準(zhǔn)確率最高達(dá)99.3%，具備可參考性。
 
因此，在交流并網(wǎng)功率無要求、經(jīng)濟(jì)測(cè)算滿足項(xiàng)目投資內(nèi)部收益率的前提下，為提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量，可適當(dāng)降低組件的最佳安裝傾角。
 
需要注意的是，太陽能板支架安裝傾角降低的程度需要根據(jù)項(xiàng)目的裝機(jī)容量要求和發(fā)電量增加量進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比對(duì)后確定；還需要綜合考慮項(xiàng)目所在地的灰塵污染情況，以及光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏組件的清掃頻率等因素。
 
在保持總占地面積不變、交流并網(wǎng)功率無要求、滿足項(xiàng)目投資內(nèi)部收益率的情況下，可以適當(dāng)降低光伏支架系統(tǒng)的最佳安裝傾角，從而提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量。研究結(jié)論表明，雖然組件的最佳安裝傾角降低后，組件傾斜面接收的年太陽輻射量也隨之減少，但在同樣占地面積下，光伏陣列的直流裝機(jī)容量會(huì)隨之增加，從而使光伏發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量得到提高。
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