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光伏发电系统中的余弦损失 xinghun1201 光伏发电系统中的余弦损失 xinghun1201 2009-12-30 在谈及¡ 平板固定式光伏发电系统¡，或与¡聚光型光伏发电系统¡对比时， 经常提及太阳发电的余弦损失 （或者倾斜效应、直接滞后效应、余弦效应 等）， 有些朋友对这个概念不甚了解，在论坛上发问，我整一个资料解释下。 所谓的¡ 余弦效应¡ 实际上是指太阳辐照随太阳照射角度的余弦关系，说白 了就是大气质量AM （Air Mass) ，我们在估算光伏发电系统发电能力的时候通常 使用标准光谱，如AM0 ，AM1.5 ，其所对应的太阳辐照能量密度是不同的，事 实上，对于同一束阳光，不同太阳照射角接收到的辐照能量密度都是不同的，如 AM1 、AM2 、AM3 等等。 如上图所示，大气质量的定义是： ， 其中 是天顶角 （入射光线与当地天顶方向的夹角），太阳光在一天中的任意  时刻的垂直辐照均可以通过大气质量描述，从各地测试数据拟合出计算公式为： ， 1 光伏发电系统中的余弦损失 xinghun1201 其中1.353kW/m2 是太阳常数，0.7 是指大概有70% 的太阳光能力从太空中传入地 球表面，0.678 是拟合经验值。 从以上公式不难计算出来， 2 当平板电池正对太阳 （=0 度）时， I =0.9471 kW/m ，  D 2 当平板电池斜对太阳 （=30 度）时，I =0.9131 kW/m ，余弦损失3.5%，  D 2 当平板电池斜对太阳 （=60 度）时，I =0.7647 kW/m ，余弦损失19.3%，  D 2 当平板电池斜对太阳 （=80 度）时，I =0.4204 kW/m ，余弦损失55.6%，  D 由此可见，对于平板固定式光伏发电系统，一天当中的积分余弦损失是相当可观 的。 对于传统的¡ 平板固定式光伏发电系统¡，光伏发电系统在一年内的不同季 节以及一天内的不同时刻，太阳的照射时间以及照射角度是有相当变化的。这种 照射角度的变化，导致传统的平板固定式光伏发电系统无论在地球什么地方，即 使以最优化的方式放置，也无法避免¡余弦效应¡ 的影响。余弦效应造成的光伏电 站年发电量的损失非常可观：如果光伏电池每天工作8 小时的话，发电量损失可 以达16%~21%；每天工作 10 小时的话，发电量损失可达24%~29% ；每天工作 12 小时的话，发电量损失则高达34%~39% 。 ¡ 聚光光伏发电系统¡ 通常采用跟踪装置，日跟踪随着地球自转变化，使光 伏电池时时刻刻与太阳保持正对 （即入射角