太阳能光伏发电技术项目.ppt

太阳电池组件方位角是东西南北方向的角度，指方阵的垂直面与正南方向的夹角，光伏系统方位角以正南0℃，由南向东向北为负角度，由南向西向北为正角度。如太阳在正西方时方位角为+90°，太阳在正东方时方位角为-90°。方位角决定了太阳光的入射方向，决定了不同朝向建筑物的采光状况，方阵表面最好是朝向赤道安装(方位角为0℃)，即在北半球朝向正南，南半球朝向正北。在中国，太阳电池方阵通常选取正南方向方位角取0°，如果太阳电池方阵的设置场所受屋顶、山 坡、建筑物结构及阴影等限制时则应考虑与它们的方位角一致，以充分利用现有地形和有效面积，并尽量避开因建筑物或树木等产生的阴影。在进行光伏建筑一体化设计时，当正南方向太阳电池铺设面积不够时，也可将太阳电池铺设在正东、正南方向，如图2-1-1所示。 图2-1-1方位角和高度角 太阳电池组件的倾角是太阳电池组件平面与水平地面的夹角，倾角为0°时表示太阳电池组件为水平放置，倾角为90°表示太阳电池组件为垂直放置，如图2-1-2所示。 图2-1-2 倾角 太阳电池组件应该倾斜安装，这样可以增加全年方阵表面所接收到的太阳辐射量，同时可改变各个月份方阵表面所接收到的太阳辐射量的分布。对于固定安装式光伏系统，一旦安装完成，太阳电池组件倾角和太阳电池组件方位角就无法改变了。而安装了自动跟踪装置的太阳能光伏系统，可使光伏组件方阵随着太阳的运行而跟踪移动，此时太阳电池组件一直朝向太阳，增加了光伏组件(方阵)接收的太阳辐射量。下面主要介绍固定安装式光伏系统。 太阳能光伏系统的最佳倾角的确定 太阳电池组件(方阵)的最佳倾角应使太阳电池年发电量尽可能大，而冬季和夏季发电量差异尽可能小，可采用计算机辅助设计软件进行太阳电池方阵倾角的优化计算，如采用PVCAD软件或RETScreen设计软件等等。 在没有计算机软件的情况下，也可以根据当地纬度粗略确定太阳电池的倾角。其依据为 1)纬度为0一25°时，倾角等于纬度； 2)纬度为26°一40°，倾角等于纬度加上5°～l0°； 3)纬度为41°一55°，倾角等于纬度加上l0°～l5°； 4)纬度为55°以上时，倾角等于纬度加上15°～20°。 对于不同类型的太阳能光伏系统，其最佳倾角是有所不同的。通常均衡性负载供电的独立光伏系统方阵的最佳倾角要综合考虑方阵面上接收到太阳辐射量的均衡性和极大性等因素， 经过反复计算，在满足负载用电要求的条件下，比较各种不同的倾角所需配置的太阳电池方阵和蓄电池容量的大小，才能选出符合要求的最佳太阳电池方阵倾角，使太阳电池方阵容量达到最小。 对于季节性负载，最典型的是光控太阳能照明系统，这类系统的负载每天工作时间随着季节而变化，其特点是以自然光线的强弱来决定负载工作时间的长短，冬天时白天日照时间短，太阳能辐射量小，负载耗电量大，所以设计时要考虑冬季，按冬天时能得到最大发电量的倾角确定，其倾角应比当地纬度的角度大一些 而对于主要为光伏水泵、制冷空调等夏季负载供电的光伏系统，则应考虑夏季为负载提供最大发电量，其倾角比当地纬度的角度小一些。而对于并网光伏系统方阵倾角的确定，相对比较简单，由于所产生的电能可以全部输入电网，得到充分利用。因此，只要使方阵面上全年能接收最大辐射量即可，只要掌握当地的不同倾角的太阳辐射量数据，就确定安装并网光伏系统方阵的最佳倾角。除了极个别地区，方阵的最佳倾角一般都小于当地纬度。 太阳电池光伏组件的最佳倾角，在同一地点并网光伏系统的方阵倾角最小；其次是为均衡负载供电的独立光伏系统；而为光控负载供电的独立光伏系统，冬天耗电量大，通常方阵的倾角也较大。 （五）案例 设在北纬30°、东经90°、海拔2000 m处有一住户，其各种家用电器负载和耗电量如表2-1-1所示，当地水平面年辐射总量为7528 MJ／m2，最大连续阴雨天数为4天，试设计确定太阳电池组件的规格和蓄电池容量。 表2-1-1 各种负载的数量和耗电量计算表 序号 负载 直流／交流 负载功率(W) 数量 合计功率 (W) 每日工作时间 (h) 每日耗电量 (W·h) 1 计算机 交流 300 2 600 4 2400 2 彩电 交流 150 2 300 3 900 3 电冰箱 交流 100 1 100 24 2400 4 微波炉 交流 1000 1 1000 0.5 500 5 节能灯 交流 20 6 120 4 480 6 洗衣机 交流 1500 1 1500 2 3000 合计 — — — — 3620 — 9680 1．平均峰值日照时数 太阳电池组件倾角可取33°，方阵面上年辐射总量取比水平面年辐射总量高10％，为8281MJ／m2，年峰值日照时数8281÷3.6= 2300(h)，每天峰值日照时数为2300÷365=6