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《固定式光伏方阵最佳倾角的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第13卷第l期太阳能学报Vol.13,N01992年l月1992ACTAENERGIAESOLARISSINICA固定式光伏方阵最佳倾角的分析杨金焕,,(西安交通大学西安7100理0)摘要,对于负荷全年均衡分布的独立光伏发电系统在确定固定式光伏方阵的最佳倾角时应综合考虑方阵面上太阳辐射量的连续性、均匀性和极大性。建议采用夏半年和冬半年时方阵面上所接收,,到的平均日辐射量作为判断的依据结合全年平均日辐射量分别三种情况来确定方阵的最佳倾角。对我国一些地区的最佳倾角进行了计算及分析。、一月lJ舀,,。地面应用
2、的独立光伏发电系统方阵面通常朝向赤道相对地平面有一定倾角倾角不,。,同各个月份方阵面接收到的太阳辐射量差别很大因此确定方阵的最佳倾角是光伏发电系统设计中不可缺少的重要环节。有人认为方阵倾角等于当地纬度为最佳(1一3〕。这样做一的结,,。果夏天方阵发电量往往过盈而造成浪费冬天时发电量又往往不足而使蓄电池欠充所以。这不一定是最好的选择目前普遍认为,所取方阵倾角应使全年辐射量最弱的月份能得到最大的太阳辐射量为好,“。。,推荐方阵倾角在当地纬度的基础上再增加15一20执习国外有的设计手册也提出设计月份。,应以辐
3、射量最小的12月(在北半球)或6月(在南半球)作为依据的其实这种观点也不一定,,。妥当这样往往会使夏季获得的辐射量过少从而导致方阵全年得到的太阳辐射量偏小二、分析在全年负荷均衡分布的独立光伏发电系统中,蓄电池的充放电处在日夜小循环和季节性。,,的大循环中冬天方阵供电不足部分由蓄电池补充而夏天蓄电池最多只能充到额定容量。,,多余电能全部被白白浪费蓄电池本身处于全年浮充放状态一般来说各地的太阳辐射量,即,都是逐月缓慢连续变化的使某个月份太阳辐射量突然增大或减小对整个系统的工作状。,,,态影响也不会很大例如夏
4、季某个月份方阵发电量偏低造成蓄电池欠充到下个月就可,。,,能补上不会影响冬季蓄电池的放电状态因此不应以某个月份作为依据而应以连续半。,,,年作为考虑问题的出发点总体来看可以认为在夏天的半年中蓄电池处在充电状态而,。在冬天的半年中蓄电池处在放电状态,。根据以上分析方阵倾角的确定应结合以下要求进行综合考虑1.连续性,通常可由气象资料查得某地各月水平在一年中太阳辐射总量大体上是逐月连续变化的辐射总量,“”,(取10年以上平均值)并将水平辐射总量较大的连续六个月称为夏半年较小的1期杨全焕:固定式光伏方阵最佳倾角
5、的分析87“”。,,。连续六个月称为冬半年在北半球夏半年多数为4一9月冬半年为10月到次年3月Z,,若以从和H分别表示夏半年和冬半年方阵面上接收到的平均日辐射量则相应于不同的倾角,:,J。H和H值都不一样而在水平面上总有H>从2.均匀性,,即HlHZ比较接近,选择倾角最好能使方阵面上全年接收到的平均日辐射量比较均匀与,。以免夏天接收的辐射量过大造成浪费3.极大性,,选择倾角时还应尽量使方阵面上冬半年的平均日辐射量从达到最大值但不一定要使。,二水平辐射量最弱的月份获得最大的辐射量当然同时还要兼顾全年平均日
6、辐射量H不能。太小、,对于全年负荷不均衡分布的独立光伏系统(如光电水泵光伏制冷等)应着重顾及高峰。,。负荷时的辐射情况如高峰负荷在夏季则应适当减小方阵倾角三、计算,,H。:、众所周知在倾斜面上所接收到的太阳辐射总量H由直接辐射量天空散射辐射量‘:,:,H及地面反射辐射量H三部分组成即,T。了J,r,H=H+H+H(l)H,:与。:水平面上直接辐射量H之间有如下关系。:·,H=H,R(2)对于,:朝向赤道的倾斜面两者的比值由下式确定,··,:.,了··eos。。S,in。二。、in一刀)sin:(价一口)
7、占十票(功l匕UR。=··(3)·cos,(:。S“一‘n曰+曰二S‘n功s‘n“命,功是当地纬度,刀是倾角,占可近似表示成:式中太阳赤纬.。=23;5,i。(28;+。)「粤擎1(4)Ldo勺J,n。n。其中为一年中从元旦算起的天数各月所取的值见文献〔7〕:水平面上日落时角,·曰=eos一l〔一tan价tan占〕(5):倾斜面上日落时角,:·曰=min田,,Cos一1〔一tantan占〕(6){(功一刀),,。,在文献〔7一10〕中认为天空散射是各向同性的因而可得出较简单的表达式实际上,,而南半,在北
8、半球南半边天空全年平均散射辐射量显然要比北半边大球则正相反可见天。,,、、空散射辐射并不是均匀分布的H明K1ucher(l2〕Perez(l3)等人分别提出了天空散射各向,,。,,异性的模型后来有些文献对这些模型又进行了分析比较认为H模型比较简洁并具有,,,5〕足够的精确性其表达式为川88太阳能学报13卷H一HJ2H一Hd,J.,‘了d,一leos、了,H=H。R+(1+刀)(1一。(7)HH,‘,。,式中H和H分别为水平面上散射辐射及总辐
