独立光伏发电系统光伏方阵最佳倾角的分析计算

发电系统中，并不是以年发电量或总发电量最高为目标
的。它更倾向于最坏情况计算，在日照充足的月份，部 分可能的发电量被抛弃[5][6]。
因此，选择榆林地区纬度的近似值倾斜角40°作为榆
林地区户用独立光伏发电系统光伏方阵最佳倾角，这也是
是系统全年发电量最大的倾角。
4 结论
户用独立光伏发电系统光伏方阵最佳倾角选择需要 所在地区不同月份的太阳能和温度资料，按不同倾角情 况下发电量最少月份的最大值选择。基于以上分析，有
温度 /℃
30 25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
时间 /月
图1 榆林地区环境温度
水400 mm左右，无霜期150天左右。参考NASA Surface
meteorology and Solar Energy数据，榆林地区环境温度的
变化见图1。
榆林地区日照时 数长，年均日照时数 2500~2900 h，光照时 数及辐射量均居全国 之首，年太阳辐射达 5500~6000 MJ/m2， 是全国太阳能资源
日照辐射 /kWh.m-2
200 180 160 140 120 100 80 60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 跌落式熔断器运行情况及存在的问题
目前，农网中跌落式熔断器主要运行在农村综合变、 专用变和抗旱变台区。跌落式熔断器主要存在以下几个方 面的问题。 1.1 设备损坏
保险管内熔丝容易在拉合时被拉断，损耗了大量的 熔丝；拉合用力不均，易导致熔断器触头损坏，减少使 用寿命；由于操作不当等原因，支柱体发生松动，以致 发生损坏。
New Energy 新能源
榆林地区户用独立光伏发电系统 光伏方阵最佳倾角的分析计算
段宇涵,陕西省地方电力集团公司
陕西“太阳－太阳”光伏发电扶贫工程，是陕西省地 方电力（集团）有限公司解决陕西剩余无电人口用电困难 的爱心工程和惠民工程，采用户用独立光伏发电系统解决 无电户的基本生活用电。光伏组件是户用独立光伏发电系 统的核心部件，其性能主要是受太阳辐射、环境温度和方 阵倾角等因素影响。因此，光伏方阵的倾角设计就成为系 统设计首先要解决的关键问题[1]。
参考文献
[1] 沈辉，曾祖勤. 太阳能光伏发电技术[M]. 北京：化学工 业出版社，2005, 8.
[2] 李安定. 太阳能光伏发电系统工程[M]. 北京：北京工业大 学出版社，2001.
[3] 王炳忠. 太阳辐射计算讲座[J]. solar energy，2000，4. [4] 狄大卫，施正荣，陆红艳. 光伏应用学[M]. 上海：上海交
出于经济和可靠性考虑，一般的独立光伏发电系统 中，光伏组件是固定安装的。因此，独立光伏发电系统设 计中，光伏组件的安装形式和安装角度直接影响系统发电 能力，对于系统工作和系统经济性有巨大的影响[2][3]。
Baidu Nhomakorabea
2 榆林地区气象条件
榆林市位于陕西省最 北部，地处陕甘宁蒙晋五 省（区）交界接壤地带， 位于东经107°28'~111°15'， 北纬36°57'~39°34'之间， 年平均气温10 ℃，平均降
kWh是不同倾角情况下最小的。
独立光伏发电系统中光伏组件最佳倾角设计原则与
并网光伏发电系统 不同。倾角设计的 目标是在每月日辐 射强度不均匀的情 况下，平衡各月的 平均发电量，并满
发电量 /kWh
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02 0
20
40
60
80
倾角 /°
图5 不同倾斜角月最小发电量
足发电量最少月份的用电需求。也就是说，在独立光伏
70
0.02 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 80 90
时间 /月
图3 不同倾斜角月发电量
电量如图4所示，由图可以看出倾角40°时可以得到全年最
大发电量1.245 kWh，倾角90°时可以得到全年最小发电量
0.827 kWh。
3.2 结果分析
不同倾角方阵的月发 最小电量图5所示，由图 可以看出倾角40°时的月 发最小电量（9月）0.093 kWh是不同倾角情况下 最大的，倾角90°时的月 发最小电量（6月）0.040
如下结论。 不同月份不同倾角的方阵发电量差距很大，光伏方阵
所选择的倾角对独立光伏发电系统的性能影响很大。 对于已知地区，太阳能资源和环境温度对光伏发电系
统的影响是确定的，可改变的是光伏方阵的倾角，不同倾 角使得一年之中每月的最小发电量差距很大。
按不同倾角情况下发电量最少月份的最大值选择，榆 林地区户用独立光伏发电系统光伏方阵最佳倾角为纬度的 近似值40°，这也是系统全年发电量最大的倾角。
时间 /月
图2 榆林地区太阳辐射
富集区之一，开发利用潜力巨大。参考NASA Surface
meteorology and Solar Energy数据，榆林地区太阳辐射的
变化见图2。
3 倾角对光伏方阵性能影响
3.1 模拟计算
按方阵方向朝正南，依据榆林地区太阳能和温度资
料，模拟计算方阵中1 Wp太阳能电池在不同倾角情况下
发电量 /kWh
1.3
1.2
1.1
1
0.9
0.8
0
20
40
60
80
倾角 /°
图4 不同倾斜角年发电量
2010年第11期 总第282期
53
RURAL ELECTRIFICATION
电器设备 Equipment
遥控式跌落熔断器
在农网配电台区的应用
崔勇，河南省兰考供电公司 杨贤辉，江西省景德镇供电公司
摘要：跌落式熔断器存在很多安全隐患，已不能满足新时期电网安全和智能电网建设的需要，该文通过本地区的
本文参考榆林地区的气象历史资料，建立了光伏组件 的发电模型，对倾角对光伏方阵性能的影响进行了分析计 算，最终得出了榆林地区的最佳倾角。
1 影响光伏方阵发电因素
光伏方阵是由太阳能电池构成的光伏组件构成，太阳 能电池在有光照情况下吸收光能，产生定向移动的自由电 荷并积累，从而在其两端形成电动势，当两端闭合时便产 生电流。
使用，介绍了一种新型的遥控式跌落熔断器的使用经验，通过实际应用，提出了运行中应注意的问题。
关键词：遥控式跌落熔断器；配电台区
中图分类号：TM563 文献标志码：B
文章编号：1003-0867(2010)11-0054-02
跌落式熔断器是一种分合变压器的简易设备，该设备 成本低廉，运行维护简单，被广泛用于城市和农村10 kV 配电台区。随着社会的进一步发展，对城市电网要求不断 提高，在城市配网或用户配电设备中采用的箱式变电站 主要采用负荷开关控制变压器的分合，该方式投资大、维 护成本高，不适合农村地广人稀的发展环境和经济发展水 平。跌落式熔断器在一定的历史时期发挥了巨大的作用， 但使用几十年以来暴露出很多问题，存在诸多的安全隐 患，已不能满足新时期安全、人性化、智能化电网建设的 需要。
发电性能，结果如下所述。
不同月份不同倾角的方阵发电量如图3所示意，由
图可以看出倾角10°时5 月可以得到最大发电量 0.127 kWh，倾角90°时6 月可以得到最小发电量 0.040 kWh。
不同倾角方阵的年发
发电量 /kWh
0.14
0
0.12
10
20
0.1
30
0.08
40
0.06
50
60
0.04
通大学出版社，2008. [5] 王健强. 独立光伏发电系统[J]. 电子电力. 2009，3. [6] 李文婷. 青海省无电乡通电工程光伏方阵最佳倾角的分析
计算[J]. 青海科技， 2003，4. （责任编辑：刘艳涛）
54
2010年第11期 总第282期
RURAL ELECTRIFICATION
由于光伏发电的全部能量来自于阳光，因而光伏方阵 所能获得的辐射量决定了它的发电量。而太阳辐射量的多 少与太阳高度、地理纬度、海拔高度、大气质量、大气透 明度、日照时间等有关。
太阳能电池的温度对效率也有一定的影响，随温度的 升高，在PN结附近的活性层的厚度减少，这将使电池电 压和转换效率明显下降。因此，晶体硅太阳能电池效率在 寒冷的冬季高于炎热的夏季，一般温度每降低1 ℃，效率 提高0.5%。