光伏電站傾角計(jì)算方式

太陽能陣列傾角計(jì)算方法的爭論和介紹在光伏析。太陽能陣列傾斜角度設(shè)計(jì)就是其中重要的一環(huán)。合理的設(shè)計(jì)和安裝可以提高系統(tǒng)產(chǎn)能10%20%。據(jù)我所知，大多數(shù)業(yè)內(nèi)設(shè)計(jì)師和安裝師默認(rèn)的方法是“陣列最正確傾角”等于“所在地的緯度角”。這篇文章將會爭論和證明這種方法的缺陷，同時(shí)介紹我個(gè)人認(rèn)為更為優(yōu)化和準(zhǔn)確的測算方“傾角等于緯度角”下計(jì)算出來的一個(gè)等式。想要在地球上定位一個(gè)地點(diǎn)，知道經(jīng)緯度是必要的.經(jīng)度〔Longitude)λ和緯度(Latitude)?相當(dāng)于我們平面幾何中的Y軸和X〔thePrimeMeridian)為基準(zhǔn),一個(gè)以赤道〔Equator〕為基準(zhǔn)，其坐標(biāo)交點(diǎn)就是我們需要查找的地點(diǎn)。比方北京的坐標(biāo)就是E9度。經(jīng)緯度和方位角〔Azimuth〕是完全的兩個(gè)概念，但是這兩個(gè)角度對于光伏陣列的傾角和朝向，有著至關(guān)重要的影響，后文也會有所介紹。圖一：經(jīng)緯度示意圖圖一的?角度就是該地點(diǎn)相對于地心的緯度角，而λ則是該地點(diǎn)相對于格林威治線的經(jīng)度角。圖二：方位角示意圖假設(shè)說經(jīng)緯角度是定位角的話，方位角更像一個(gè)指向角。在世界地圖中，“上北下南，左西右東”其實(shí)就是對方位角的通俗表達(dá)。如圖二所示，方位角〔Azimuth〕其實(shí)就是朝向相對于正北的偏角。通常方位角有兩種定義范圍，分別是0360180至-180度。澳大090度為正東，180度為正南，270度為正西。需要留意的是這里的正方向都是指的地理的正方向，而尋常拿指南針或者大局部手機(jī)APP測出度。專業(yè)的光伏測量儀器，比方英國的SEAWARDSolmetric生產(chǎn)的自帶內(nèi)置GPS的測量工具，是可以準(zhǔn)確測出地理北極的。固然設(shè)計(jì)師也可以登錄網(wǎng)上衛(wèi)星地圖，用直尺或量角器在誤差允許的范圍內(nèi)進(jìn)展估測。圖二中還顯示了星體〔太陽〕的高度角〔Altitude)α，它表示太陽距離觀測點(diǎn)與水平面所成因就是高度角的差異。圖三：太陽季節(jié)性偏角示意圖圖三介紹了對于傾角計(jì)算的最終一個(gè)變量，叫太陽的季節(jié)性偏角δ〔declinationangle)，(SummerSolstice)和冬至(WinterSolstice)時(shí)的太陽高度角與春分秋分〔Equinox〕的相差?=23.45°。澳大利亞南威爾士大學(xué)〔UNSW〕在其編寫的《AppliedPhotovoltaics》一書中介紹了太陽的偏角在其他日子里的算法，其中，δ是第“d”天的太陽偏角；?是夏至冬至?xí)r相對于春分秋分時(shí)的太陽偏角23.45°；d112233天。南半球正北朝向的高度角α和緯度角?及偏角δ之間的關(guān)系是，由于南北半球的季節(jié)是相反的北半球正南朝向的高度角關(guān)系則是，當(dāng)假設(shè)正午時(shí)，太陽可以垂直照耀正南朝向的陣列時(shí)，陣列的傾角為θ，那么陣列的傾角和太陽的高度角關(guān)系可以表示為，而當(dāng)春分和秋分時(shí)，太陽的偏角又等于0，那么此時(shí)高度角和緯度角的關(guān)系是，結(jié)合〔4〕和〔5〕可以得出等式“θ=?”，這也就是我們始終默認(rèn)的最優(yōu)傾角選擇法的由來。最高的，但是“θ=”選擇的前提是保證在春分秋分時(shí)候正午陽光可以垂直照耀太陽能板的，作為最優(yōu)角度的標(biāo)準(zhǔn)是不準(zhǔn)確的。其次，毫無疑問在峰值日照時(shí)間〔PeakSunHour〕內(nèi)追傾角。以上?！?1.2°N)為例，通過軟件模擬，1833度的傾角均可以視為抱負(fù)2330度左右的夏季的光照偏強(qiáng)，于是彌不行以籠統(tǒng)的全部約等于陣列所在緯度角。乎都是22.5°±2°的傾角，所以大局部的陣列都是直接平按在屋頂上。相比于中國的屋頂，將會依據(jù)固定支架以及可調(diào)整支架給出不同的計(jì)算方法。圖四：光照捕獲狀況比照圖圖四是4種安裝全年光照捕獲狀況的比照。綠色的是雙軸追蹤支架，紅色是可調(diào)整支架，40%，甚至到達(dá)110%至120%的額定產(chǎn)能。這是由于組建的額定功率是基于1000W/m2的光照標(biāo)準(zhǔn)的，然而夏季峰值時(shí)段的光照強(qiáng)度是比標(biāo)準(zhǔn)光照要多的，但是不同地區(qū)多出的比率不一樣。所以強(qiáng)度越高，輸出電功越多2%5%左右的陽光，對于大中型系統(tǒng)，這近5%的提升都是不小進(jìn)步。2340度之間，那么針對于這個(gè)區(qū)間段的固定支架最優(yōu)角的算法是，基于一般安裝對精度要求不高的前提，通過MatLAB簡化近似于，表一：中國局部城市光照捕獲表表一是傳統(tǒng)方法和的計(jì)算方法結(jié)果比照還有效減小了夏季的損失?！?°光照捕獲量的輸出圖像就會類似于圖四中紫色的波形。圖五：北京5kW系統(tǒng)41度傾角正南朝向優(yōu)化輸出圖如圖五所示，夏季左右光照損失量(CollectionLoss)偏多但是秋春冬季損失量依次削減，兩次的峰值大約消滅在春分和秋分偏后的一段時(shí)間。但是右邊的輸出/照耀比卻格外平滑，這樣對于負(fù)載穩(wěn)定的用戶就可以全年平穩(wěn)的消化掉系統(tǒng)的電量而不會消滅冬季需要大量從電站購電的狀況。的捕獲陽光以及輸出電能，推舉的方法確實(shí)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。在基于優(yōu)化夏季陽光捕獲量的前提下，推舉的一年兩調(diào)和四調(diào)的簡化方法是：一年兩調(diào)第一次調(diào)在三月三十號，調(diào)整角度其次次調(diào)在九月二十九號，調(diào)整角度一年四調(diào)第一次調(diào)在四月十八號，調(diào)整角度其次次調(diào)在八月二十四號，調(diào)整角度第三次調(diào)在十月七號，調(diào)整角度第四次調(diào)在三月五號，調(diào)整角度師還是需要“因地制宜”遮擋，那么就需要陣列略向西并且低傾角來安裝。假設(shè)工程緯度偏高，地處亞寒帶或寒帶，標(biāo)明25年質(zhì)保的工程，對于固定式安裝的系統(tǒng)，更要求設(shè)計(jì)師本著職業(yè)的態(tài)度，從為顧客一個(gè)成熟的合理的太陽能系統(tǒng)才可以真正的發(fā)揮最大限度的作用。作者簡介：RichardCorkishAlistairSproul計(jì)研發(fā)公司。是澳大利亞工程師協(xié)會(EngineersAustralia)認(rèn)證的工程師及成員，澳大利亞〔CleanEnergyCouncil〕〔gridconnected〕〔standalone)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)師，國際電力電子工程師機(jī)構(gòu)〔IEEE〕以及澳大利亞太陽能協(xié)會〔Austr