独立电网光伏组件最佳倾角的计算

独立电网光伏组件最佳倾角的分析计算

通过查阅网络资料，近期我个人总结了有关对于光伏独立系统产品太阳能组件的最佳倾角分析计算方法，明确最佳倾角后便可确认当地的有效日照，从而选择出最合理、且最节省成本的优化配置方案。

分析计算需要具备地球上各个城市地区的日照参数，如何知晓日照参数可以运用美国航天总局出具的软件NASA retscreen，此软件在国际光伏行业较为通用，参考数据非常实用，下面我以大连地区为例，分析计算组件的最佳倾角和有效日照时数，对于独立电网的设计选项参考下图。

选择地区城

市，大连。

1.输出不同倾角的日照参数数据表

不考虑电池板组件的方位角，从倾角范围0°-90°之间按照每隔5°或10°选择10或20组数据（也可以选择更多组数据，数据越多越精确），通过retscreen 软件导出每种倾角十二个月的日照参数，以大连地区为例，建立列表。

选择大连的

气候信息。

图1、不同倾角不同月份的日平均发电量曲线

2.确定全年日照辐射量最高的倾角

从图1可以看出不同月份不同倾角，组件的发电量不同。倾角为90°时，七月份日平均发电量最低，倾角为20°时，五月份的日平均发电量最高。不同

倾角方阵的年日均发电量如下表2及图2所示，可看出倾角为30°和40°时全

年的日平均发电量最高为4.11。

表2、0°-90°倾角全年日平发电量

倾角角度 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 90°

年日平均日照

3.6 3.85

4.02 4.11 4.11 4.02 3.86 3.62 3.3 2.93

（k w h/m2/d）

图2、不同倾角全年日平发电量曲线

3.确定不同倾角在十二个月当中的最小日平均发电量

从表1和图3可以看出倾角为50°时，最小发电量（7月）是不同倾角情况下最大的为3.36，倾角为40°时，最小发电量（11月）是不同倾角情况下第二大的为3.32。

图3、不同倾角的最小日平均发电量曲线

分析结论

从以上2、3项得到的数据可知，如果最佳倾角选择30°，仅可以保证太阳能组件全年日均发电量最高4.12，但最小发电量（11月）为3.14；如果选择最佳倾角为50°，保证了最小发电量（7月）3.36是所有倾角中最大，但年平均日发电量低为4.02；所以最优方案选择最佳倾角为40°，既可保证全年日均发电量最高4.12，同时最小发电量（11月）为3.32，仅比50°倾角小0.04,。同时3.32为计算太阳能电池组件功率时的有效日照时数数据。

所以，不同倾角的选择对光伏系统的性能稳定性及成本都有较大的影响，同时，在选择电池组件最佳倾角时，不仅仅要考虑一年日均发电量为最大，同时还要尽量满足最佳倾角在一年中最小发电量比其他倾角最小发电量高的条件。

秦绍东

2012/05/28