南宁地区光伏阵列倾角方位角对光伏系统性能的影响研究-论文.pdf

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1、《装备制造技术}2014年第4期南宁地区光伏阵列倾角方位角对光伏系统性能的影响研究黄丽芳。林小峰(广西大学电气工程学院，广西南宁530004)摘要：在太阳能应用中，不同倾角和方位角太阳能电池组件接收到的太阳辐射量不同，选择合适的方位角和倾角是太阳能工程设计的关键之一。为此设计了一套光伏发电效率检测装置，对12块不同朝向和倾角的太阳能组件输出进行采集，并对采集到的数据进行详细的分析和研究，得出南宁地区光伏阵列倾角、方位角对光伏系统性能影响的结论。关键词：太阳能；倾角；方位角；效率检测中图分类号：TM615文献

2、标识码：B文章编号：1672-545X(2014)04—0115-03在固定式太阳能应用中，通常总是将太阳能电表1太阳电池组件标称技术参数池组件以一定的朝向和倾角放置，所以选择合适的P-(w)III(A)IV．(V)II。(A)}V。(V)10l0．57I17．410．65f21．6方位角和倾角是太阳能工程设计的关键之一。独立光伏发电系统受蓄电池影响，要考虑光伏方阵上太阳辐射量的连续性、均匀性和极大性【Ⅷ。固定式并网光伏发电系统的规模一般都比较大，因此要求在全年中获得最大的太阳辐射量[3】。太阳能电池组件的

3、最佳倾角可以通过理论计算一得出，也可以通过RETScreen、PVSystem软件来进行图1太阳电池组件布置及编号选择网。但是在理论计算中，很难考虑到其他环境因1．1系统硬件设计素，如粉尘、雨雪、空气污染等的影响。因此本文以单数据采集系统包括三部分：太阳能电池组件、片机为核心，设计了一套光伏发电效率检测装置，该PCB电路板箱体、控制主机。对12块太阳能电池组装置已在现场投入运行，利用该装置可对12块不同件的输出进行采集并保存至数据库，根据系统要求朝向和倾角的太阳能电池组件的输出进行采样，从设计硬件电路板。该

4、电路板分为两部分：一是采集接而研究南宁地区倾角和方位角等因素对光伏系统性口电路，包括采样电路，A／D转换电路等；二是控制电能的影响。路部分，包括单片机控制，芯片外围电路等。本文以单片机STC12C5A60S2作为主控制器，对1光伏发电效率检测系统传感器采集到的数字信息进行处理，并保存采集到的数据。系统硬件结构如图2所示，其中系统采用松光伏发电效率检测系统采用尚德产的10w多川892系列继电器，茶花CSM006NPT系列霍尔电流晶硅太阳电池，组件的标称技术参数见表1。系统由传感器，茶花VSM025A系列霍尔电

5、压传感器，PT10012块太阳能电池组件组成，水平安装一块，正南朝向热电阻温度变送器，ULN2803达林顿晶体管阵列。控22。倾角一块，其余五块一组(方位角分别为一90。、制主机使用自主开发的软件进行监控。一45。、0。、45。、90。)，共两组(倾角为90。和45。)，1．2系统软件设计如图1所示，以不同方位角和倾角布置并进行编号。软件设计的目标是在单片机控制下，使系统依系统能对所有太阳电池组件的电流、电压进行采样，次采集各路太阳能电池组件的电压、电流，所采集数数据采集系统自主开发。据通过A／D转换转为数

6、字量，并传送至上位机。上位收稿日期：2014_o4．o9作者简介：黄丽芳(1987一)，女，广西隆安人，硕士研究生，研究方向为新能源转换与控制；林小峰(1955一)，男，广西陆川人，教授、博士生导师，研究方向为新能源转换与控制、智能优化控制。115EquipmentManufacturingTechnologyNo．4，2014机通过程序计算最大功率点对应的功率及日发电量测装置，并把它置于广西大学综合实验大楼楼顶。设等其他数据。备通过485通信线连接至主机，软件开启后进行相关串口、通信设置，其中串口的选择与

7、Prolific电源模块卜·．鱼USB—to—SerialCommPort中串口号一致，波特率设为温度检凋；一+片9600，校验位设为奇校验，数据位设为8位，停止位机设为1。由于相同型号的光伏组件在生产过程中也会电压、电辩旺一．-检测：产生一些偏差，导致组件的效率不一致，为了使比较图2系统硬件结构图结果更准确还需要对组件的输出进行效率修正。计图3为光伏发电效率检测的主程序控制流程算各太阳电池组件相对正南22。倾角组件的功率比图。首先初始化控制系统的各个寄存器和模块，开串和比例因子，在得到光伏电池组件的实际输

8、出后乘口接收，判断是否收到上位机的动作指令，收到则使以功率比和比例因子再进行比较。继电器动作，并进行AD采样，否则继续等待；对采样为保证光伏组件的清洁，每隔一周清扫光伏组到的数据进行处理，计算出最大功率及日发电量；判件表面的灰尘，每隔半月用水冲洗其表面以去除灰断是否收到上位机数据请求，是则传送数据并返回尘等杂物。系统从2013年1月运行至12月，通过设开串口接收，否则继续等待。置使控制主机每天从七点自动启动该采集