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光伏支架系统安装倾斜角对于光伏电站发电量的影响因素

Data:2021-03-22

光伏电站的倾斜角是光伏支架系统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。所以不同的倾斜角下光伏支架系统接受的辐射总量不一样，我们将接受到年辐射总量最大的倾斜角称为最佳倾角。

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。

安装倾角建议从5°开始取值，直到出现最大辐射量值的安装倾角，然后在此值的基础上再选更大的几个角度进行复核，最终得出倾斜面辐射量最大时对应的安装倾角即为此光伏发电系统中光伏组件的最佳安装倾角。采用固定太阳能板支架时，光伏组件的安装倾角为32°时其倾斜面接收的日均太阳辐射量最大[1]，则该角度下光伏组件倾斜面接收的年太阳辐射量也最大。

以南疆某电站为例，实际安装倾斜角34°。但在使用设计软件对其不同倾斜角度下的发电量进行测算对比时，得出在其地理位置条件下，倾斜角为37°时组件表面接受到的辐射量最高，发电量也最高。实际安装角度发电量与测算最佳角度年发电量较低0.13%，具体数据如下：

34°倾斜角，方位角正南 37°倾斜角，方位角正南

34°首年倾斜角发电量

不同倾斜角下年辐射总量和发电量如下：

通过上述数据分析我们可以得出以下观点：

（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
。
对比不同倾斜角对发电量的影响宜采用单一变量对比。但一般同一电站组件倾斜角均为同一角度和方位，采用不同区域电站对比，影响因素又过多。因此考虑使用PV-System设计软件对其进行论证。其软件的气象数据来源于NASA和Meteonorm两个气象数据库，同时通过实际测算，其测算准确率最高达99.3%，具备可参考性。

因此，在交流并网功率无要求、经济测算满足项目投资内部收益率的前提下，为提高光伏发电系统的年发电量，可适当降低组件的最佳安装倾角。

需要注意的是，太阳能板支架安装倾角降低的程度需要根据项目的装机容量要求和发电量增加量进行技术经济性比对后确定；还需要综合考虑项目所在地的灰尘污染情况，以及光伏发电系统中光伏组件的清扫频率等因素。

在保持总占地面积不变、交流并网功率无要求、满足项目投资内部收益率的情况下，可以适当降低光伏支架系统的最佳安装倾角，从而提高光伏发电系统的年发电量。研究结论表明，虽然组件的最佳安装倾角降低后，组件倾斜面接收的年太阳辐射量也随之减少，但在同样占地面积下，光伏阵列的直流装机容量会随之增加，从而使光伏发电系统的年发电量得到提高。
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