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光伏支架系統安裝傾斜角對于光伏電站發電量的影響因素

Data:2021-03-22

光伏電站的傾斜角是光伏支架系統與地表水平面之間的夾角。電站設計時，一般參考不同傾斜角度下全年累計輻射量歷史數據，選擇輻射量最高的角度作為最佳傾角設計。因為地球圍繞太陽一直做公轉運動，一個公轉周期內太陽直射點一直在地球南北回歸線之間往復移動。所以不同的傾斜角下光伏支架系統接受的輻射總量不一樣，我們將接受到年輻射總量最大的傾斜角稱為最佳傾角。

在實際選擇最佳傾角過程中，還要選擇考慮項目建設地的地理環境和自然環境等因素。如傾斜角度對積雪滑落的影響；傾斜角變化時對組件抗風壓、抗雪壓影響；同時還需考慮這些因素對光伏支架選材和基礎配重的影響和角度過高引起前后排距離變化，增加用地成本等。

安裝傾角建議從5°開始取值，直到出現最大輻射量值的安裝傾角，然后在此值的基礎上再選更大的幾個角度進行復核，最終得出傾斜面輻射量最大時對應的安裝傾角即為此光伏發電系統中光伏組件的最佳安裝傾角。采用固定太陽能板支架時，光伏組件的安裝傾角為32°時其傾斜面接收的日均太陽輻射量最大[1]，則該角度下光伏組件傾斜面接收的年太陽輻射量也最大。

以南疆某電站為例，實際安裝傾斜角34°。但在使用設計軟件對其不同傾斜角度下的發電量進行測算對比時，得出在其地理位置條件下，傾斜角為37°時組件表面接受到的輻射量最高，發電量也最高。實際安裝角度發電量與測算最佳角度年發電量較低0.13%，具體數據如下：

34°傾斜角，方位角正南 37°傾斜角，方位角正南

34°首年傾斜角發電量

不同傾斜角下年輻射總量和發電量如下：

通過上述數據分析我們可以得出以下觀點：

（1）最佳傾斜角與當地的地理緯度有關。以赤道為基準點，當地理緯度向地球兩極逐步增高時，相應最佳傾斜角度數也逐步增大。

（2）傾斜角從水平(0°)向最佳傾斜角增加時，其表面接受到的輻射量相應增加，達到最佳傾斜角時接收到輻射量最大；隨著傾斜角繼續增加其表面接受到的輻射量又開始減少，對應發電量逐步降低。

（3）傾斜角在最佳傾角的±5°范圍內，輻射量對發電量的影響相對有限
。
對比不同傾斜角對發電量的影響宜采用單一變量對比。但一般同一電站組件傾斜角均為同一角度和方位，采用不同區域電站對比，影響因素又過多。因此考慮使用PV-System設計軟件對其進行論證。其軟件的氣象數據來源于NASA和Meteonorm兩個氣象數據庫，同時通過實際測算，其測算準確率最高達99.3%，具備可參考性。

因此，在交流并網功率無要求、經濟測算滿足項目投資內部收益率的前提下，為提高光伏發電系統的年發電量，可適當降低組件的最佳安裝傾角。

需要注意的是，太陽能板支架安裝傾角降低的程度需要根據項目的裝機容量要求和發電量增加量進行技術經濟性比對后確定；還需要綜合考慮項目所在地的灰塵污染情況，以及光伏發電系統中光伏組件的清掃頻率等因素。

在保持總占地面積不變、交流并網功率無要求、滿足項目投資內部收益率的情況下，可以適當降低光伏支架系統的最佳安裝傾角，從而提高光伏發電系統的年發電量。研究結論表明，雖然組件的最佳安裝傾角降低后，組件傾斜面接收的年太陽輻射量也隨之減少，但在同樣占地面積下，光伏陣列的直流裝機容量會隨之增加，從而使光伏發電系統的年發電量得到提高。
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