光伏太陽能支架安裝技巧
之前我們講過了 光伏太陽能支架 整個架身的安裝方法和技巧，在 光伏太陽能支架安裝 之前我們要確定好光伏 太陽能支架 的朝向的角度，下面我們來看一篇講解《獨立光伏系統(tǒng)傾角計算研究》的文章。這里面詳細介紹了太陽能光伏支架安裝朝向的問題。
1 、 前言
太陽能電池陣列是一種能夠吸收太陽光并將其轉化為電流的半導體裝置。為了更加充分有效的利用太陽能，如何選取太陽能電池板的方位角和傾斜角是一個_重要的課題。
按照不同的使用情況，陣列傾角有著不同的要求。對于并網系統(tǒng)及_少數應用領域，希望方陣全年接受到的輻射量大，因而可取方陣傾角接近于當地緯度，而對于應用廣的獨立光優(yōu)系統(tǒng)，則有其特殊的要求。
本文以在北京這座城市安裝太陽能電池板為案例，對其安裝角度進行計算，并通過計算機仿真，得出其組合角度。
2 、 方位角的確定
對于全天無陰影遮蓋的太陽能電池陣列，如果其傾角固定，則必然存在一個能夠獨得全天太陽總輻射能的朝向，即方位角。由于太陽總輻射中的散射部分與陣列朝向無關，所以只需要考慮陣列上太陽直射輻射強度隨陣列面朝向的變化即可。由文獻可知投射到某一陰影遮蓋的全天太陽能直射輻射能量 ED 的計算公式如下：
其中 ts2 —當地太陽時日出時間 ts1 —當地太陽時日出時間 CN —大氣透明系數，隨地區(qū)而異 α—太陽高度角β—陣列傾角 Zz —太陽方位角 Zc —陣列正向與正南向的夾角
A 、 B 的逐月數據見表 1 。
表 1 A 、 B 的逐月數值 [2]
|
月份 |
A |
B |
月份 |
A |
B |
|
1 |
1.230 |
0.142 |
7 |
1.085 |
0.207 |
|
2 |
1.213 |
0.144 |
8 |
1.107 |
0.201 |
|
3 |
1.186 |
0.156 |
9 |
1.152 |
0.177 |
|
4 |
1.135 |
0.180 |
10 |
1.192 |
0.160 |
|
5 |
1.104 |
0.196 |
11 |
1.220 |
0.149 |
|
6 |
1.088 |
0.205 |
12 |
1.233 |
0.142 |
假設該計算日內天空云況恒定，即 CN 值不變，為了求 Zc ，我們將 ED 對 Zc 求導得：因為所以我們可將積分變量由 ts 轉化成太陽時角 H ，得到：
式中， H1 為日出時間對應的太陽時角； H2 為日落時間對應的太陽時角。令， 根據太陽時及太陽時角的定義，式中的積分區(qū)間 [H 1 ,H 2 ] 關于原點對稱，太陽方位角的余弦函數 cosZc 是太陽時角 H 的偶函數 [4] ；正弦 sinZ s 是太陽時角 H 的奇函數 [3] ，因此 的為 0
在確定陣列以后，還有另一個重要的參數需要確定，那_是陣列的傾角β。陣列的傾角不僅跟太陽的直射輻射有關，而且跟太陽的散射也有相當的關系。因此，傾角的確定要比方位角的確定復雜。
由太陽總輻射能量公式：
其中：is—太陽直射輻射入射角；
C —隨月份而異的無量綱數，具體數值參考文獻 [1]
FS —陣列與地面向間的角系數
—地面反射率，具體數值參考問文獻[1]
令 ，可求解出β的值。但用純數學手段求解其計算量相當繁重，因此
我們利用 PVSYST 軟件對其進行建模仿真，并采折半查找法得到傾角，計算及結果如下：
1 ） 計算地點為北京市，經度數 1162 °，緯度為 396 °；
2 ） 計算時間為 2006 年；
3 ） 陣列方位角為 0 , °；
4 ） 假設計算日皆為晴天，且采光面無陰影遮蓋。
表 2 北京地區(qū)逐月太陽能輻射能量
|
|
Jan |
Feb |
Mar |
Apr |
May |
June |
July |
Aug |
Sep |
Oct |
Nov |
Dec |
Year |
|
|
Hor.global |
64.7 |
80.6 |
115.3 |
150.5 |
168.9 |
164.2 |
130.2 |
130.9 |
117.4 |
98.2 |
66.2 |
55.8 |
1343.0 |
Kwh/m2.m |
|
Hor.diffuse |
30.3 |
37.0 |
53.8 |
65.3 |
76.9 |
78.0 |
73.8 |
69.4 |
57.1 |
45.5 |
32.0 |
27.1 |
646.3 |
Kwh/m2.m |
|
Extraterrestrial |
134.8 |
164.6 |
239.5 |
290.6 |
342.0 |
348.0 |
351.8 |
318.4 |
255.5 |
202.5 |
143.0 |
121.3 |
2911.9 |
Kwh/m2.m |
|
Cleamess lndex |
0.480 |
0.490 |
0.481 |
0.518 |
0.494 |
0.472 |
0.370 |
0.411 |
0.459 |
0.485 |
0.463 |
0.460 |
0.461 |
|
|
Amb temper. |
-4.3 |
-1.9 |
5.1 |
13.6 |
20.0 |
24.2 |
25.9 |
24.6 |
19.6 |
12.7 |
4.3 |
-2.2 |
11.8 |
oC |
|
Wind velocity |
2.8 |
2.9 |
3.2 |
3.4 |
2.9 |
2.5 |
1.9 |
1.6 |
1.9 |
2.1 |
2.6 |
2.7 |
2.5 |
m/s |
表 3 逐月傾角計算結果
|
月份 |
β ( ° ) |
月份 |
β ( ° ) |
|
1 |
59 |
7 |
14 |
|
2 |
51 |
8 |
17 |
|
3 |
39 |
9 |
31 |
|
4 |
28 |
10 |
49 |
|
5 |
27 |
11 |
55 |
|
6 |
10 |
12 |
62 |
由于在獨立光伏系統(tǒng)中，蓄電池有著均衡充電的要求，因此，要盡量增加方陣在太陽輻射強度較弱月份的發(fā)電量。在此項要求下，我們可確定在北京安裝太陽能電池陣列的全年傾角為 45 °
4結論
對于獨立的光伏系統(tǒng)，（ 1 ）其太陽能電池陣列的方位角與地理位置，計算日無關，其值為零。也_是說北半球的平面采光面朝向正南能獲得多的太陽能收益，并且此方位角的結論適用于_地點、_計算日；（ 2 ）從表 3 得知，太陽能電池陣列傾角是隨著月份的不同而有所改變的。因此，采用逐月調節(jié)采光面傾角的太陽能光伏系統(tǒng)，其所獲得的太陽輻射能量要比固定采光面傾角的系統(tǒng)高。若不能使用可調式的太陽能光伏系統(tǒng)，那么在確定全年佳傾角時要充分考慮蓄電池的均衡充電要求。（ 3 ）在本文的計算中忽略了陰影對發(fā)電量的影響，在實際的工程設計中，要結合周圍環(huán)境，將陰影對發(fā)電量的影響考慮進去，這樣才能使方陣達到好狀態(tài)。
來源：慧光半導體《節(jié)能技術與市場》
經過上面的介紹，相信大家對光伏太陽能支架安裝的朝向問題有了_的了解，新老朋友們如需采購 太陽能光伏支架 及其他產品，請聯(lián)系我們玉發(fā)鵬翔，我們是行業(yè)內的 太陽能支架生產廠家 ，我們將提供高質量的產品和耐心、細心的安裝使用指導。歡迎前來各位前來洽談。
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