| 7月，由于太阳高度角处于全年最大时段，较小倾角接受太阳辐射较多。根据理论计算：天空各向异性模型推算的5°倾斜面获得最多的能量，仅比水平面多出0.1%；天空各向同性模型推算水平面获得能量最多。实测情况下10°倾角光伏阵列输出电能最多，其与水平面阵列的能量比为1.04，增幅较小，但相对较高倾角增幅可达50%(60°)~ 100%(80°)。随着角度的增加，无论是各向同性模型还是各向异性模型，斜面获得能量急剧下降，实 测发电量也呈相同的变化趋势。说明在夏季，较小倾角(<10°)光伏阵列发电量大且基本接近。 12月，由于太阳高度角处于全年最小时段，较大倾角接受太阳辐射明显增多。天空各向同性模型推算的最佳倾角与水平面的能量比为1.32，各向异性模型推算的最佳倾角与水平面的能量比为1.43，两者相差6.8%。而实测情况最佳倾角(45°)与水平面的能量比达到了全年最高的1.63，相比水平面发电量增幅很大，最大达63%。可见：在冬季，天空各向异性模型比各向同性模型最佳倾角斜面获取的能量多；提升光伏阵列安装倾角，会使发电效果得到显著的提升。 3 结论 通过分析湖北省气象局太阳能光伏电站正南朝向、不同倾角的15块电池组件2011年7月至2012年6月一年的发电情况，得到如下结论： 1）一天之中，不同倾角电池组件小时发电均存在明显的单峰型变化特征。但因倾斜角度的不同，其发电量也存在明显的差异，其中，25°~30°倾角电池组件发电量在各电池组件中较大。在晴日，各电池组件小时发电情况也是呈单峰型变化。在阴雨日，全天发电量小，变化规律不明显。 2）冬半年(1—2、10—12月)最佳发电倾角为45°，相比水平面发电量增幅很大，最大达63%。夏半年(3—9月)最佳发电倾角为5°~20°之间，即均小于纬度角，最佳倾角斜面相比水平面发电量增幅较小，最多不超过10%，但相对较大倾角增幅可达 50%(60°)~100%(80°)。 3）春、夏、秋、冬四季最佳倾角分别为20°、10°、30°、45°，30°倾角光伏组件年发电量最大，比水平面高出19%。30°~45°倾角阵列年发电量 较大。 4）对于可调节倾角的光伏阵列，一年之中只需调节4次(2、4、8、9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。对固定光伏阵列，年最佳倾角应略大于理论计算值，武汉地区为25°~30°。 5）根据天空各向异性模型推算的最佳倾角斜面获取的能量多于各向同性模型的结果，以冬季相差最大可达6.8%。冬季(夏季)，增大(减小)光伏阵列安装倾角，会使发电效果得到明显(一定)改善。 从本实验的结果分析看，30°左右倾角较为适合湖北省气象局太阳能光伏电站光伏阵列发电出力，也可以认为此角度为武汉地区光伏阵列最佳倾角。但此角度是仅在一年的发电数据的基础上统计出来的，由于时间序列较短，可能造成随机因素较大，难免受到当年天气(例如长期阴雨或干旱)的影响，且光伏电站倾角较小的电池组件较易积灰，影响电池组件接收太阳辐射，对发电量造成一定影响，需要收集更长时间资料进行深入分析。 |
