太陽能支架傾斜角與輻射發(fā)電量之間的關(guān)系
太陽能支架方陣的方位角是方陣的垂直面與正南方向的夾角(向東偏設(shè)定為負角度,向西偏設(shè)定為正角度)。一般情況下,方陣朝向正南(即方陣垂直面與正南的夾角為0°)時,太陽能支架發(fā)電量是很大的。在偏離正南(北半球)0°度時,方陣的發(fā)電量將減少約10%~15%;在偏離正南(北半球)60°時,方陣的發(fā)電 量將減少約20%~0%。但是,在晴朗的夏天,太陽輻射能量的很大時刻是在中午稍后,因此方陣的方位稍微向西偏一些時,在午后時刻可獲得很大發(fā)電功率。 在不同的季節(jié),太陽能支架方陣的方位稍微向東或西一些都有獲得發(fā)電量很大的時候。方陣設(shè)置場所受到許多條件的制約,例如,在地面上設(shè)置時土地的方位角、在屋頂上設(shè)置時屋頂?shù)姆轿唤?,或者是為了躲避太陽陰影時的方位角,以及布置規(guī)劃、發(fā)電效率、設(shè)計規(guī)劃、建設(shè)目的等許多因素都有關(guān)系。 如果要將方位角調(diào)整到在一天中負荷的峰值時刻與發(fā)電峰值時刻一致時,請參考下述的公式。至于并網(wǎng)發(fā)電的場合,希望綜合考慮以上各方面的情況來選定方位角。
方位角 =(一天中負荷的峰值時刻(24小時制)-12)×15+(經(jīng)度-116)。在不同的季節(jié),各個方位的日射量峰值產(chǎn)生時刻是不一樣的。
1.太陽能支架傾斜角
傾斜角是太陽能支架方陣平面與水平地面的夾角,并希望此夾角是方陣一年中發(fā)電量為很大時的很佳傾斜角度。 一年中的很佳傾斜角與當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥扔嘘P(guān),當(dāng)緯度較高時,相應(yīng)的傾斜角也大。但是,和方位角一樣,在設(shè)計中也要考慮到屋頂?shù)膬A斜角及積雪滑落的傾斜角(斜 率大于50%-60%)等方面的限制條件。對于積雪滑落的傾斜角,即使在積雪期發(fā)電量少而年總發(fā)電量也存在增加的情況,因此,特別是在并網(wǎng)發(fā)電的系統(tǒng)中, 并不一定優(yōu)先考慮積雪的滑落,此外,還要進一步考慮其它因素。 對于正南(方位角為0°度),傾斜角從水平(傾斜角為0°度)開始逐漸向很佳的傾斜角過渡時,其日射量不斷增加直到很大值,然后再增加傾斜角其日射量不斷 減少。特別是在傾斜角大于50°~60°以后,日射量急劇下降,直至到很后的垂直放置時,發(fā)電量下降到很小。方陣從垂直放置到10°~20°的傾斜放置都 有實際的例子。對于方位角不為0°度的情況,斜面日射量的值普遍偏低,很大日射量的值是在與水平面接近的傾斜角度附近。 以上所述為方位角、傾斜角與發(fā)電量之間的關(guān)系,對于具體設(shè)計太陽能支架傾斜角還應(yīng)綜合地進一步同實際情況結(jié)合起來考慮。
1.2太陽能支架傾斜角度的初步估計
太陽能板傾角的選擇取決于站點的位置,一般會選擇比其所處地區(qū)緯度大200的傾角。表-1為推薦方陣傾角與緯度的關(guān)系。
2 輻照量
利用已有的太陽能輻照數(shù)據(jù),可以估算出投射在指定傾斜面上的輻照量。在設(shè)計計算前,需收集當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)資料,包括當(dāng)?shù)氐奶柲茌椛淞考皽囟茸兓?,一般?0~20年的平均值作為依據(jù)且當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供的一般是水平面的太陽輻射量,需根據(jù)理論計算出光伏板表面的實際輻射量。
2.1 實驗內(nèi)容、步驟與要求
通過查閱資料、理論計算確定太陽能電池板的方位角、傾斜角,并通過太陽能照度計進行實際的確定。確定好太陽能板的方位角和傾斜角度后,把太陽能組件支架安裝起來,并按確定的角度將太陽能電池板固定在支架上面。
2.2 通過查閱相關(guān)的資料,對太陽能電池板的方位角和傾斜角度進行理論計算,并結(jié)合實際情況,通過太陽能照度計很終確定出很佳的方位角和傾斜角。
2.3 太陽能組件支架的安裝及太陽能板的固定
圖1 太陽能電池板支架示意圖
2.4 太陽能電池板特性分析
用太陽能電池分析儀將安裝好以后的太陽能電池板的輸出端連接起來,測量太陽能板的I-V曲線、很大輸出功率 、很大功率時電壓 和電流 ,太陽能板的開路電壓 、短路電流 及太陽能板的效率 。
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