方位和倾角对光伏系统产率的影响

背景

太阳能电池板的倾角和方位角对整个系统的产能有很大的影响。相同的面板，在相同的安装地点，可以有不同的方位角或倾斜。

这是一个我们经常被问到的话题，所以在本次索利斯研讨会上，我们将进一步探讨这个话题。

关于方位角和倾斜

方位：为光伏板垂直平面与南面的夹角(东90°，西-90°)。

倾斜：这是光伏板平面与水平地面的夹角，希望这个角度是一年中发电量最大时方阵的最佳倾角。最佳倾斜角度与当地地理纬度有关。纬度越高，相应的倾斜角度也越大。

图1:方位角和倾角

下图为在北纬30°地区，方位和倾角对系统发电的影响。

图2:方位和倾斜对系统发电的影响

光伏板安装方位或倾斜对发电量的影响

在太阳能光伏系统中，光伏板的方位角或倾角对系统的发电有很大的影响。以北纬39度地区为例。通过pvsys仿真，发现最佳倾角约为39°，最佳方位角为0°。

更改的影响如下:

图3:pvsystem模拟了方位和倾斜对发电损失的影响

方位变化对光伏系统成品率的影响

若光伏板安装方向不是正南，但与正南有一定角度(变化范围为-90°~90°;东为90°，西为-90°)，发电的相对损失变化将如图所示。

图4:方位角VS光伏系统发电相对损耗

由图4可以看出，当方位角从-90°到90°变化时，发电量变化具有以下特点:

1)东西向方位角变化，对发电的影响相同;如果朝东或朝西安装，发电的相对损失也会发生相似的变化。

2)发电的相对损失呈抛物线变化，即当方位角从0°向东或向西逐渐增大时，发电的相对损失变化显著

3)方位角与正南夹角变化在±15°以内，发电相对损失在1%以内。

Tilt变化对发电量的影响

在任何区域，光伏板安装都有一个最佳倾角，这与安装地点的纬度有关，如图5所示。当光伏板安装倾角发生变化时，发电量也随之发生变化。PV板瓦倾角为0;当光伏板垂直安装在地面上时，其倾斜度为90°，其变化如下:

图5:倾斜与发电的相对损失

由图5可知，当光伏板安装倾角偏离最优倾角时，发电的相对损失发生变化，且随实际倾角与最优倾角偏差的增大，变化范围增大。

图6:不同纬度光伏板倾斜相对损耗与发电量的关系

表1:不同纬度光伏板最佳倾角±5°发电相对损失变化表

另外，如图6和表1所示，不同纬度的曲线变化略有不同，但总体趋势如下:

1)在低纬度地区，平铺时功率损耗较小，垂直安装时功率损耗较大。

2)其数值变化呈抛物线型。而实际倾斜度与最佳倾斜度的差值越大，发电的相对损失越大。

3)倾角在最佳倾角±5°时变化，对发电量影响不大，辐射量差异在5‰以内。

总结

太阳能光伏发电系统的发电量与光伏板的方位角和倾角有很大关系。一般来说，在南方位角和最佳倾斜的情况下，系统的发电量最高。因此，在安装和设计系统时必须注意。当然，还需要考虑其他因素，如积雪、地形条件和土地面积限制。必须在光伏板的方位角和倾角之间进行选择，以确保最佳的系统性能。