干货 | 8大问题，带你深入了解光伏电站安装的最佳倾角

太阳能资源丰富、分布广泛，是21世纪最具发展潜力的可再生能源。随着全球能源短缺和环境污染等问题日益突出，太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点，已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。

通过各大媒体、网络的普及，我们都知道太阳能光伏发电系统主要是由光伏组件、逆变器、支架、线缆、汇流箱、和其他零配件组成。当然，这些已经不需要小编再重复了，今天小编要讲的是如何设计光伏电站的最佳角度?

什么是最佳倾斜角度

狭义上说，若固定式光伏方阵在该倾角下倾斜面所接收到的年总辐射量最大，则称该倾角为最佳倾角(根据《光伏发电站设计规范》GB 50797-2012中对最佳倾角的定义为年总辐射量最大而非年发电量最高);

然而广义上说，最佳倾角也可以是年发电量最高对应的倾角、收益率最高对应的倾角、某几个月发电量最高所对应的倾角以及其他各种限定条件下计算出的最优倾角。下文中主要以大家常说的狭义上的最佳倾角来进行讨论。

为什么需要最佳倾角?

我为了更多的接收太阳辐射。对于一个光伏方阵斜面而言，太阳在其上的入射角度的不同会导致其单位面积所接收到的太阳法向辐射量不同，入射角(与垂直于光伏方阵的法线的夹角)越大，接收到的太阳法向辐射量就越少(对于相同的辐射输入而言)。

而光伏方阵的倾角变化会使得太阳的入射角发生变化从而影响其辐射接收量。因此需要通过理论计算得到一个从全年的辐射接收量来看最优的倾角，这个倾角就是最佳倾角。

怎么计算最佳倾角?

计算最佳倾角需要当地的经纬度来确定太阳各时刻的高度角和方位角，需要年辐射数据，最好是多年平均的年辐射数据来确定当地太阳辐射的特性。

根据辐射数据及经纬度计算并累加得到不同倾角光伏方阵的年总辐射接收量，从中选择年总辐射量最大的倾角作为最佳倾角。一般可采用PVsyst等软件方便快捷的进行最佳倾角计算。

最佳倾角主要受哪些因素影响?

最佳倾角的主要影响因素包括：

纬度：纬度的不同会影响太阳高度角的变化特性，从而影响最佳倾角;各月辐射量分布：一年中的辐射量若更多的集中在太阳高度角高的月份则会使得最佳倾角变大，反之则会变小;直散比：直接辐射具有方向性，而散射辐射各向同性，因此他们各自在总辐射中的占比不同也对最佳倾角有一定的影响。

海拔高度会影响最佳倾角吗?

图中看，随着海拔升高，太阳高度角α理论上会逐渐减小，而α的变化肯定影响最佳倾角。

而光伏电站的海拔h变化能有多大?8848米?

这个尺度上的变化连L的零头都不到。也就是说太阳高度角α确实会随着海拔变化有一定的变化，但是就海拔高度单因素对最佳倾斜的影响并不会太大。

在现实中，海拔高度的变化往往带来的是气候的改变、辐射量的差异、气温的变化。而这些因素都会导致最佳倾角的改变，所以海拔的变化仍会从间接的途径影响到组件的最佳倾角。

最佳倾角下光伏电站发电量一定最高吗?

我对于狭义上的最佳倾角来说不是，按照《光伏发电站设计规范》的顺序，先确定最佳倾角(此时没有考虑阵列间的相互遮挡)，再根据倾角确定光伏方阵南北间距。

而当间距确定后，前后光伏方阵之间是会有阴影遮挡影响的，此时斜面的辐射量及电站的发电量由间距和倾角两个因素动态确定，所以最大发电量的倾角和最佳倾角之间会有些许差距，但除非有其他限定条件，一般两者差距不会太大。

最佳倾角下光伏电站收益一定最高吗

对于狭义上的最佳倾角来说不是，有时小于最佳倾角的某角度反而有更高的收益。最佳倾角意味着高辐射接收量，但也意味着比较大的占地面积。例如在某个有限的场地面积中，随着最佳倾角的降低，装机容量会不断提高。

倾角降低会降低发电量，而装机容量提高会提升发电量，因此最终在哪个倾角角度下收益最高还需要结合外部条件进行进一步的技术经济比较才可确定。

最佳倾角是绝对的吗?

不是，由于气候的不确定性，最佳倾角实际只能称之为基于历史数据的相对最佳倾角。

首先，历史辐射数据不同，最佳倾角也会不同，用历史10年数据计算和用历史20年数据计算得到的最佳倾角是有一些差异的;其次，历史平均数据代表了当地辐射特征的一种较大可能性，但对于某一年来说，并不见得就是最优的选择。

来源：光伏群

文章作者：光伏盒子