在光伏建筑一体化发电系统设计中,光伏方阵的 放置角度对光伏系统的接收到的太阳辐射有很大影 响,影响到整个光伏系统的发电量。虽然光伏方阵的放置形式有固定式和自动跟踪式,但自动跟踪式的初 期安装和维护成本比较高,本文不做考虑。我国地处 北半球,太阳能光伏方阵通常朝南安装,但光伏方阵 安装的倾角不能估计,也不能笼统的定义为当地的纬度,需要通过计算确定,如果采用固定式的安装方式, 一旦完成安装,光伏方阵就不能再进行调整。
对于负载负荷均匀或近似均衡的光伏建筑一体 化光伏系统,太阳辐射均匀性对光伏发电系统的影 响很大,对其进行量化处理而引入一个量化参数, 即辐射累计偏差 δ,其数学表达式为
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δ = ∑ Ht β − −Ht β M (i)
i =1
式中,Htβ 为倾角 β 的斜面上各月平均太阳辐射量; Htβ 为该斜面上的年平均太阳辐射量,M(i)为第 i 月 的天数。可见,δ 的大小直接反映了全年辐射的均 匀性,δ 越小辐射均匀性越好。按照负载的负荷均 匀或近似均衡的太阳能光伏系统的要求,理想情况 当然是选择某个倾角使得 Htβ 为最大值,δ 为最小值。 但实际情况是,二者所对应的倾角有一定的间隔, 因此选择太阳能电池组件的倾角时,只考虑最大值 Htβ 或取 δ 最小值必然会有片面性,应当在二者所应 的倾角之间进行优选。为此,需要定义一个新的量 来描述倾斜面上太阳辐射的综合性,称其为倾斜辐 射系数,以 K 表示,其数学表达式为
365H − i
K = t β
365H
式中,H 为水平面上的年平均太阳辐射量。由于 Htβ 与 β 都与光伏电池组件的倾角有关,所以当 K 取极 大值时应当有(dK/dβ)=0。求解上述三式,即可求得 最佳倾角。通过上述方法的计算,可以求出厦门地 区的太阳能电池方阵的安装倾角为 29.6°,为方便计 算,我们取为 30°。
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