分布式并网光伏系统由光伏组件阵列、并【bìng】网逆变器、光【guāng】伏电【diàn】表、用户双【shuāng】向电【diàn】表、国家电网【wǎng】五部分构成,居民在屋顶安装光伏电站一【yī】般是3KW或5KW。河北省【shěng】境内【nèi】的主要屋顶主要为水【shuǐ】泥【ní】屋顶、瓦屋【wū】顶和彩钢房屋顶三种类【lèi】型。
第一种,河北省【shěng】中【zhōng】南部地区平屋顶较多,一般为水泥现浇屋【wū】顶及预【yù】制板屋【wū】顶。具体的【de】安【ān】装方式【shì】有支架固定于【yú】水【shuǐ】泥基础、封闭四周型、支架固定于屋面【miàn】三种情况;
第二种,河北省南部、北部地区像唐【táng】山、衡水、张【zhāng】家口的瓦屋顶较多【duō】,一般为水泥屋【wū】面+瓦【wǎ】、檩条【tiáo】结构【gòu】+瓦、檩条结构+瓦+屋檐结【jié】构。第一种安装方法使用预埋件【jiàn】固【gù】定,第二种为使用前【qián】后【hòu】拉梁固定;
第三种,河北省多地都有安装,一般【bān】为一层彩钢板+龙骨结构,少数【shù】为两层【céng】彩钢板【bǎn】+保【bǎo】温层【céng】结构。安装【zhuāng】方【fāng】式【shì】采用平铺式,和最佳倾斜角安【ān】装方式,前后先上顶【dǐng】梁固定【dìng】。
从安装方式可以看出,国内的并网【wǎng】光【guāng】伏电站的光伏组件大多【duō】采用固定【dìng】式安【ān】装【zhuāng】。对于固定式安【ān】装的光伏系统【tǒng】,选择合适【shì】的方阵倾角对于提高发电量,从而【ér】提高收益具【jù】有重要的意义。那【nà】倾角到底怎么选【xuǎn】?目【mù】前【qián】,国内许多电【diàn】站设计者和一些光伏【fú】类工【gōng】具书上,对于最佳【jiā】倾【qīng】角的【de】设计,往往是用软【ruǎn】件或者公【gōng】式,根据倾斜【xié】面年【nián】辐射量最大【dà】值【zhí】来【lái】确定最佳倾【qīng】角。有些资料【liào】提【tí】出,光伏方阵的安装倾角可以由以下的关系来确定:纬度0°—25°,倾角等【děng】于【yú】纬度【dù】;纬度26°—40°,倾角等于纬【wěi】度加上5°—10°;纬度41°—55°,倾角等于纬度加【jiā】上10°—15°;纬【wěi】度>25°,倾角等【děng】于纬度加上15°—20°。
上面根据纬度来确定【dìng】最佳【jiā】倾角的方法是【shì】不太合理【lǐ】的。实【shí】际上即使纬度【dù】相同的两个地【dì】方,其太阳辐照量及其组成也往往相差很【hěn】大,比如拉萨和【hé】重庆,重【chóng】庆在29.33°N,拉萨是在29.39°N,但【dàn】是拉萨地【dì】区的太【tài】阳直【zhí】射辐【fú】照量占总辐【fú】照量67.7%,重【chóng】庆【qìng】地区的太阳直射【shè】辐照量占总辐照量只能达【dá】到33.8 %。纬度基【jī】本相同的两个地方,而水平面【miàn】上的太【tài】阳辐照量却要【yào】相差一倍以上。
所以,不能单独依据光伏项目所处纬度【dù】计算光伏阵列【liè】的最佳倾角,也要结合当【dāng】地【dì】的辐照度,做到光【guāng】伏系统效率最【zuì】大化。比如,拉萨的年最佳倾角为30°,重庆的【de】最佳【jiā】倾角为13°。拉萨1KW的发电量能达到【dào】2020度【dù】,重庆【qìng】只有800多,差【chà】距就比【bǐ】较明显了。
方阵的朝【cháo】向理【lǐ】论上是朝南。以【yǐ】石家庄某地一10KW的分布式系统为例,使用Solargis软件模【mó】拟出,年最佳倾角选取【qǔ】为33°,前后【hòu】排阵列南北跨【kuà】度【dù】为【wéi】6.3m。
由上【shàng】表分析可得【dé】,在15°-35°的倾角范围内,发电量和【hé】辐【fú】射值【zhí】都是【shì】随着倾【qīng】角的增加呈现先增加后【hòu】减小【xiǎo】的趋【qū】势。但是这是在不考虑雾霾天气的情【qíng】况下,河北地区雾霾天气【qì】严重,下图为12月保定在晴朗天气和雾霾天气的发电量。与晴【qíng】朗天气相比,雾【wù】霾天【tiān】气条件下【xià】,所【suǒ】调查【chá】案例的发电量降【jiàng】低54.9%-95.2% 。所以对于追求发电量的用户,倾【qīng】斜面【miàn】辐射量最大时的角【jiǎo】度是最佳倾角,对于冬季发电量【liàng】不高的【de】地【dì】区,较小的角【jiǎo】度是“最佳倾角【jiǎo】”。
光伏系统最佳倾角的选择,对于追【zhuī】求【qiú】装机容量的业【yè】主【zhǔ】,最佳倾角是一【yī】个【gè】在发电量最大【dà】的基础上略微【wēi】调低的【de】角度。阵列间【jiān】距【jù】固定不变【biàn】;最低倾角不易低于夏季最佳倾角【jiǎo】。
建设在【zài】屋【wū】顶的【de】光伏电站,因【yīn】为树【shù】木或高楼会对光伏阵【zhèn】列造【zào】成一定的阴影遮挡。当组件【jiàn】中的一块电池被阴影遮【zhē】挡时,其【qí】短路电流会降低,当【dāng】短路电流低于串联电路中的工作【zuò】电流【liú】时【shí】,会增【zēng】加功率【lǜ】损耗,引起过热【rè】,甚【shèn】至造成【chéng】组件焊接点熔化等问题。