1.什么是最佳倾角?
光伏电站的倾斜角是光伏组件表面与地表水平面之间的夹角。电站设计时,一般参考不同倾斜角度下全年累计辐射量历史数据,选择辐射量最高的角度作为最佳倾角设计。因为地球围绕太阳一直做公转运动,一个公转周期内太阳直射点一直在地球南北回归线之间往复移动。
所以,若固定式光伏方阵在该倾角下倾斜面所接收到的年总辐射量最大,则称该倾角为最佳倾角(根据《光伏发电站设计规范》GB50797-2012中对最佳倾角的定义为年总辐射量最大而非年发电量最高);然而广义上说,最佳倾角也可以是年发电量最高对应的倾角、收益率最高对应的倾角、某几个月发电量最高所对应的倾角以及其他各种限定条件下计算出的最优倾角。
在实际选择最佳倾角过程中,还要选择考虑项目建设地的地理环境和自然环境等因素。如倾斜角度对积雪滑落的影响;倾斜角变化时对组件抗风压、抗雪压影响;同时还需考虑这些因素对光伏支架选材和基础配重的影响和角度过高引起前后排距离变化,增加用地成本等。
2.为什么需要最佳倾角?
为了更多的接收太阳辐射。对于一个光伏方阵斜面而言,太阳在其上的入射角度的不同会导致其单位面积所接收到的太阳法向辐射量不同,入射角(与垂直于光伏方阵的法线的夹角)越大,接收到的太阳法向辐射量就越少(对于相同的辐射输入而言)。而光伏方阵的倾角变化会使得太阳的入射角发生变化从而影响其辐射接收量,因此需要通过理论计算得到一个从全年的辐射接收量来看最优的倾角。
3.如何计算最佳倾角?
计算最佳倾角需要当地的经纬度来确定太阳各时刻的高度角和方位角,需要年辐射数据,最好是多年平均的年辐射数据来确定当地太阳辐射的特性。根据辐射数据及经纬度计算并累加得到不同倾角光伏方阵的年总辐射接收量,从中选择年总辐射量最大的倾角作为最佳倾角。
4.最佳倾角主要受哪些因素影响?
(1)最佳倾斜角与当地的地理纬度有关。以赤道为基准点,当地理纬度向地球两极逐步增高时,相应最佳倾斜角度数也逐步增大。
(2)倾斜角从水平(0°)向最佳倾斜角增加时,其表面接受到的辐射量相应增加,达到最佳倾斜角时接收到辐射量最大;随着倾斜角继续增加其表面接受到的辐射量又开始减少,对应发电量逐步降低。
(3)倾斜角在最佳倾角的±5°范围内,辐射量对发电量的影响相对有限。
5.最佳倾角下光伏电站发电量一定最高吗?
对于狭义上的最佳倾角来说不是,按照《光伏发电站设计规范》的顺序,先确定最佳倾角(此时没有考虑阵列间的相互遮挡),再根据倾角确定光伏方阵南北间距,而当间距确定后,前后光伏方阵之间是会有阴影遮挡影响的,此时斜面的辐射量及电站的发电量由间距和倾角两个因素动态确定,所以最大发电量的倾角和最佳倾角之间会有些许差距,但除非有其他限定条件,一般两者差距不会太大。
6.最佳倾角下光伏电站收益一定最高吗?
对于狭义上的最佳倾角来说不是,有时小于最佳倾角的某角度反而有更高的收益。最佳倾角意味着高辐射接收量,但也意味着比较大的占地面积。
7.最佳倾角是绝对的吗?
不是,由于气候的不确定性,最佳倾角实际只能称之为基于历史数据的相对最佳倾角。首先,历史辐射数据不同,最佳倾角也会不同,用历史10年数据计算和用历史20年数据计算得到的最佳倾角是有一些差异的;其次,历史平均数据代表了当地辐射特征的一种较大可能性,但对于某一年来说,并不见得就是最优的选择。#光伏电站设计#光伏设计