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武汉地区光伏组件最佳倾角的实验研究

2014-4-16 15:11| 发布者: echo| 查看: 14965| 评论: 0|原作者: 陈正洪,孙朋杰|来自: 中国光伏测试网

摘要: 摘要:为求得大气环境下光伏组件的最佳倾角及其与理论值的差异,在武汉地区开展了15块正南朝向、不同倾角光伏组件发电的一年期对比观测与统计分析。结果表明:所有组件发电量为单峰型年、日变化;最佳倾角在冬半年(3 ...
       分别统计各月不同倾角太阳电池组件发电情况,以发电最多的电池组件倾斜角度为当月最佳倾角。各月不同电池组件最佳发电倾角实际变化情况如图6所示,由图6可知:从1—2、10—12月5个月的最佳发电倾角为45°,即在冬半年,较大的倾斜角度有利于太阳电池发电;在夏半年(3—9月),随着太阳高度角的增加,光伏阵列最佳发电倾角降低,3、4月最佳发电倾角分别为30°、20°,5月为10°,至6月降至最低,最佳发电倾角为5°。7、8两个月的最佳发电倾角均为10°,说明夏半年太阳高度角较大,太阳电池组件较小的安装倾角有利于光伏发电。总之,夏半年光伏方阵最佳倾角要小于当地纬度,冬半年光伏方阵最佳倾角要大于当地纬度。对于可调节倾角的光伏阵列,一年之中只需调节4次(3月、5月、9月、10月),就能使得光伏阵列基本保持在最佳倾角状态,达到较高的发电效率。对于固定式光伏阵列而言,如何放置组件倾斜角度,使得其全年发电量能达到较高水平,则需要对各电池组件全年发电情况进行分析,进而得出结论。

       2.1.3  四季及年变化  
       图7表示一年四季中朝南方向不同倾角发电总量变化。春、夏、秋、冬四季发电量最大值对应的安装倾角分别为20°、10°、30°、45°(发电量分别为24.02、31.86、23.99、16.88 kW⋅h)。从图7看,在春秋季节,25°左右倾角使得发电量较大且较为接近,此时,夏季发电量随倾角增加处于下降状态,冬季发电量随倾角增加处于上升状态。在冬季,安装倾角在45°左右发电量最大,但此安装角度在夏季呈较低发电水平。同样,夏季的最佳安装倾角5°在冬季亦处于较低发电水平。因此,不存在一个安装倾角使得春夏秋冬四季发电量相等,即4条曲线没有一个共同的交点。

       为了更直观地表示不同倾角全年发电情况,统计了朝南方向不同倾角电池组件2011年7月至2012年6月一整年的总发电量情况。不同倾斜角度光伏阵列年总发电量变化如图8所示,由图8可知,30°光伏阵列年总发电量最大,为100.3 kW⋅h,比水平面高出19%。25°~45°倾角阵列年发电量较大,均处在95 kW⋅h以上,随着倾斜角度的继续增大,发电量逐渐减小,至90°倾角阵列年发电量减至最小。0°~20°倾角虽然在夏季发电较大,但在冬半年由于倾斜角度较小,接受太阳辐射较少,因此全年发电量并不理想。表3统计了不同倾角光伏阵列每峰瓦组件每年发电量情况,由表3可知,25°~45°倾角每峰瓦发电量较大。综合年总发电及每峰瓦发电情况看,30°左右为最佳发电倾角。 

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