太阳能电池板年发电量的计算

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2、面积计算 2）阴影面积计算：
太阳光
L

H d’
x

如图，设阴影在斜面上长度为x，已知池板长度L= 3.3，倾角 =20°,前后池板距离d=4.5m，已求出上午8点时刻太阳入射角 =15.67°。可算出d’=d-L*cos =1.4m 此处计算中 H xsin Lsin xsin 由图可知： 的d均为d’ t g
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每日斜面太阳辐射量数据如下图所示：
每日的太阳辐射 - 倾斜面 月 一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 度/平方米/日 2.38 1.91 1.96 2.34 2.77 3.06 3.53
八月
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太 阳
n
天顶
C

西 南

北
S
S
东

水平面

如图3所示 池板方位角 ：方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度， 向西偏设定为正角度）。 如图4所示 太阳入射角 ：太阳入射线与倾斜面法线之间的夹角。
21.23
26.44 31.21 35.43 38.95 41.62 43.29 43.87 43.29 41.62 38.95 35.43 31.21 26.44
-0.0295685
-0.0007375 0.0398476 0.0932620 0.1619618 0.2506976 0.3683008 0.5317476 0.7768380
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2）建立正态分布模型，得出时均辐射量
其次，令日出和日落时间分别为正态分布区 间（a，b）的起始和结束值： H ss=b； =(b+a)/2, =(b-a)/6 H sr=a，
1 正态分布函数 f ( x) 2 e
九月 十月 十一月 十二月
4.03
4.18 4.19 3.60 3.30
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2）建立正态分布模型，得出时均辐射量
在RETScreen中所提供的倾斜面太阳辐射 量（度/平方米/日）应该为每月平均每日的总辐射 量，假设某个月份每一天的辐射量不变，为该月 的日总辐射值。
① 方 位 角
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① 方位角
结论：池板最佳方位角为0°。 即池板最佳朝向为正南。
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② 已知参数（1） 1）太阳能电池板技术参数： 单板：1580mmX808mmX45mm； 转换效率：0.15； 功率峰值：180Wp； 总数：2795个； 2）池板布置： 每斜排单元四个池板，则 池板长度=808mmX4=3232mm，实际取3.3m； 阵列宽度=65m，一排40个斜排单元，160个池板； 阵列排数=18排； 池板间距=4.5m； 池板倾角=20°；
P(北天极) 太阳
L

Q
H

B
Q

d
P’
如图1所示 池板倾角 ：太阳电池方阵平面与水平地面的夹角。 太阳高度角 ：太阳光线与其在地平面上投影之间的夹角，表示太阳高 出水平面的角度。
如图2所示 赤纬角 ：太阳直射点的纬度与赤道平面的夹角。
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②已知参数（2） 3）其他： 当地纬度=23.1°； 阵列峰值功率=500kW； 线损=0.01； 变流器损耗=0.03；
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d xcos d xcos 可得阴影长度x = L sin d tg tg cos sin
得阴影面积比值 PS

x L
=0.3793
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2、面积计算 2）阴影面积计算： 依照以上计算方法，可得到下表（12.13）： (日出时间 =6.7，日落时间 =17.3，故只计算7点到17点)
365
•日出时间H sr arccos[tgtg ]/15 =6.7 此处由于北京与 •日落时间 H ss 12 arccos[tgtg ]/15 =17.3 广东南海经度相差 不大（3.15°）, 故换算过程忽略 当上午8点时，即太阳时 =8，有： 不计 （Hs -12） 15o 60o •时角 •太阳高度角 =arcsin(sinsin coscos cos）=15.67°
1 e 时均辐射量H(8)=3.3* 7.5 1.76 2
8.5
2 （t -12） 6.2
dt =0.227度
返 回
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百度文库
2、面积计算 1）参数计算： 已知池板倾角 =20°，当地纬度 =23.1°，天数 n=347，则可得： •赤纬角 23.45sin[360 284 n ] =23.1°
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2）建立正态分布模型，得出时均辐射量
例：利用RETScreen软件所提出的12月份 月平均每日的太阳能辐射－倾斜面太阳辐射量做 一天每时太阳辐射量的估算。 由RETScreen提供3.30度/平方米/日＝12月 每天的地外辐射能量。
2）建立正态分布模型，得出时均辐射量 日辐射曲线如图所示：
——此图引自《太阳能光伏系统概论》
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2）建立正态分布模型，得出时均辐射量
已知一天内太阳辐射量近似成正态分布曲线， 时均辐射量的计算过程如下： 首先，利用下式计算日出日落时间： 日出时间 H sr arccos[tgtg ]/15 日落时间 H ss 12 arccos[tgtg ]/15 （其中赤纬角 及日出日落计算见后面）
③池板日发电量计算 池板日发电量的计算包括三部分： 1）某天内时均辐射量计算； 2）考虑阴影影响的池板有效面积计算； 3）变流器投切时间计算。
以12.13为例，即天数n=347
因为与刘阳的算法不一样， 并非每月选一个特征日， 故而此处任意取一天都可以。
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日均辐射量
池板日发电量
池板有效面积 池板的投切
说明
首先利用RETScreen软件提供的月平均每日斜面太阳辐射量数据， 假设某个月份每一天的辐射量不变，得出该月的日均辐射值。 然后通过查资料得出求各种相关数据的公式和方法，计算出电池板 阴影所占面积，得到池板有效面积。 再建立模型，可算出考虑阴影的情况下电池板的时发电量。 同时在考虑每小时电池板不同功率时的投切、池板转换效率、线损、 变流器效率等因素的情况下得出日发电量
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2 、 面 积 计 算
8.5
9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0
-52.50
-45.00 -37.50 -30.00 -22.50 -15.00 -7.50 0.00 7.50 15.00 22.50 30.00 37.50 45.00
c
：池板转换效率
输出量：
：线损
L
：赤纬角
H h：时均辐射量
：太阳高度角
：时角
H ss：日落时间
S：太阳入射角
t 2：无阴影遮挡时间
PS：阴影面积比值 H sr：日出时间
S：池板实际总面积 P：池板时输出电能 PG：并网电能
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实例
下面主要以一南海项目数据为例进行说明。
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① 方 位 角
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1、时均辐射量的计算 1）月平均每日斜面太阳辐射量 在RETScreen软件中输入所在地区、池板倾角及 其他参数。 从表中读出月平均每日斜面太阳辐射量数据。
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关于冬季辐射量比较高的 问题： 原因是软件中可能考虑到 当地气候条件等因素的缘 故，分析其他地区数据后 认为此数据可信。
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日均辐射量
池板年发电量
池板日发电量
池板有效面积 池板的投切
说明
为了计算太阳能电池板的年发电量，先求出池板的日发电量； 对一年内每天的池板发电量求和，即可得出太阳能池板的年发电量。 为了计算太阳能电池板的日发电量，先求出池板的时均发电量。
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参数表示：
输入量：
n：天数（1-365） H S：太阳时 d：前后间距 W：池板阵列宽度 L'：经度 R：阵列排数
：纬度
H d：日辐射量
：池板倾角
h：池板高度
：池板方位角 L：池板长度 ：变流器损耗
2 （x -）
2
2
，且 f (t )dt 1 ，
a
b
F (t )dt 日辐射总值
a
b
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2）建立正态分布模型，得出时均辐射量 根据假设，一天每一时刻的时均辐射值服从正 态分布，概率密度为f(t)， 则一天某一小时内（8时）时均辐射量 H(8)=日均辐射量*{f(7.5)到f(8.5)的积分}。 根据以上可求出时均辐射量 冬至日（12.13）上午8时，a= H sr =6.7，b=H =17.3 sr 可知 =(6.7+17.3)/2=12， =(17.3-6.7)/6=1.76
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太阳时 7.0 7.5 8.0
时角 -75.00 -67.50 -60.00
太阳高度角 3.78 9.83 15.67
阴影面积百分比 0.7768380 0.5317476 0.3683008 0.2506976 0.1619618 0.0932620 0.0398476 -0.0007375 -0.0295685 -0.0469208 -0.0527273 -0.0469208
P(北天极) 太阳
Q

B
Q
P’
如图2所示 时角 ：相对于圆弧QB，从天子午圈上的Q点起算（即从正午起算）， 顺时针方向为正，逆时针方向为负，即上午为负，下午为正。通常数 值等于离正午的时间（小时）乘以15°。
这里参与计算的时间为地方时间，若使用北京时间则还需先转换为地方时间，转换公式 为：B地的地方时=北京时间±两地经度差×1/15（若B地位于北京的东侧，计算时取 “+”号，若B地位于北京西侧，计算时取“-”号，可概括为“东加西减”）。