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南立面光伏項目發(fā)電量比最佳傾角差多少?

2018-03-30 15:25:49 大云網  點擊量: 評論 (0)
隨著分布式光伏的應用,組件不是最佳傾角、不朝南的情況越來越多。很多人問:朝西裝的組件會比朝東裝低多少?除了用屋頂,在南立面上安裝發(fā)

隨著分布式光伏的應用,組件不是最佳傾角、不朝南的情況越來越多。很多人問:

朝西裝的組件會比朝東裝低多少?

除了用屋頂,在南立面上安裝發(fā)電量會少多少?

先不說答案,先看一張圖。

光伏

圖1:某地不同方向發(fā)電量示意

以該圖為例,

假設某時間內朝南最佳傾角時發(fā)電量為100kWh

則平鋪(高度角為0°)只能發(fā)90kWh,

朝東、朝西(方位角為±90°)能發(fā)80kWh(朝東安裝發(fā)電量并不會比朝西多)

朝東南、西南(方位角為±45°)能發(fā)95kWh

南立面(高度角為90°)能發(fā)70kWh

……

但必須強調的是:該圖的發(fā)電量差僅能代表某一特定安裝地點的情況,并不是適合所有安裝地點的!

小科普

傾角(高度角):光伏組件與水平地面之間的夾角;

方位角:光伏組件的朝向與正南方向的夾角。

那在別的地方是什么情況呢?

舉個與上圖結果差異最大的例子。

1傾角(高度角)變化對發(fā)電量的影響

光伏

圖2:廣州不同高度角發(fā)電量變化示意

從上圖可以看出:

最佳傾角(高度角=17°)時的發(fā)電量僅比平鋪(高度角=0°)時高4%!

最佳傾角(高度角=17°)時的發(fā)電量比南立面(高度角=90°)時高45%!

這兩個數值,都比圖1中的數值(10%、30%)差異很大!

2方位角變化對發(fā)電量的影響

光伏

圖3:廣州不同方位角發(fā)電量變化示意

從上圖可以看出:

朝東、朝西(方位角為±90°)時的發(fā)電量僅比朝南(方位角=0°)時高6.2%!

這個數值也比圖1中的數值(20%)差很多!

可見,

在不同地點,高度角、方位角的變化,對發(fā)電量影響差異很大!

那到底是一個什么規(guī)律呢?

一、傾角(高度角)對發(fā)電量的影響

在不同地區(qū),傾角不同發(fā)電量肯定不同。除非受彩鋼瓦屋面角度的影響,否則光伏組件一般不會采用朝北安裝的方式。因此,僅討論傾角0~90°時,傾角變化對發(fā)電量的影響。

傾角變化對發(fā)電量的影響主要受緯度的影響,也受直射比的影響,但后者影響較小。因此,僅討論不同緯度時,傾角變化對發(fā)電量的影響??偟膩碚f,緯度越高,傾角變化對發(fā)電量的影響越大。

光伏

圖1:緯度為40.6°時,傾角0~90°變化時對發(fā)電量的影響

光伏

圖2:緯度為37.6°時,傾角0~90°變化時對發(fā)電量的影響

光伏

圖3:緯度為32°時,傾角0~90°變化時對發(fā)電量的影響

光伏

圖4:緯度為21.2°時,傾角0~90°變化時對發(fā)電量的影響

根據圖1~4可以,在不同緯度下,平鋪(0°)和垂直(90°,南立面)時,傾斜面上輻射量與最佳傾角時的差值如下表。

光伏

從圖1~4和表1可以看出:

1)緯度越低的地方,平鋪時發(fā)電量損失越少;緯度越高的地方,垂直時發(fā)電量損失越少。

2)不同角度時傾斜面上的輻射量與最大值時的差值,呈拋物線形狀。即,差值非均勻分布,而是在最大值附近,差值很小;離最大值越遠,差值會快速增大。因此,在最大值附近,輻射量差值非常小。

2發(fā)電量最大傾角附近

下圖為在最大值附近,不同傾角的輻射量差值。下圖為上述4個地點,最大值附近,傾斜面上的輻射量與最大值時的差值。

光伏

圖5:不同地點,最大值附近,傾斜面上的輻射量與最大值時的差值

從上圖可以看出:

無論在哪個地面,在最大值附近±5°,輻射量的差值在3‰以內。

3最佳傾角的選擇

然而,對于項目場址面積有限、使用成本高、項目電價高的項目,業(yè)主希望盡量增加裝機容量。

增加裝機容量→減少陣列間距→減少陣列傾角→減少發(fā)電量

此時,就要做一個詳細的測算,是增加裝機容量、減少發(fā)電量劃算,還是盡量多發(fā)電劃算。

以一個常規(guī)設計為例進行說明。假設混凝土屋頂、采用265W組件(尺寸為1.65×0.992m)豎向布置,則寬度為3.3m。

采用不同緯度的3個點進行測算,隨著陣列傾角的變化,傾斜面上的輻射量、裝機容量變化如下表。

光伏

從上述三個案例可以看出,在緯度較高地區(qū),發(fā)電量最大的傾角附近,略微降低傾角,發(fā)電量會有小幅降低,但裝機容量會較大增加;在緯度很低的地方,降低傾角,發(fā)電量降低,裝機容量也會略微降低。

在實際分布式項目中,

如果業(yè)主希望發(fā)電量盡量大,則可以采用輻射量最大的傾角;

如果業(yè)主希望增加裝機容量,或者場址使用成本較貴,可以考慮適當降低陣列傾角。

由于每個項目的電價、場址使用成本各異,具體提高發(fā)電量劃算還是增加裝機容量劃算,在實際項目中要詳細計算。

二、方位角變化對發(fā)電量的影響

當方位角不為0時,對發(fā)電量影響有多大?本文選擇了7個地點,對方位角從-90°~90°變化時(正東為90°,正西為-90°)發(fā)電量的變化進行分析,具體地點信息如下表所示。

光伏

以最佳傾角時的發(fā)電量為基準,當方位角發(fā)生變化時,不同地區(qū)的發(fā)電量減少的比例如下面的圖所示。

光伏

光伏

光伏

光伏

從上面的7張圖中可以看出,當方位角從-90°~90°變化時,發(fā)電量變化有如下特點:

1)方位角朝東、朝西變化,對發(fā)電量的影響相同;

2)發(fā)電量降低曲線為拋物線情況,即方位角由0逐漸變大時,發(fā)電量損失速度加快;

3)在不同地區(qū),發(fā)電量的變化差異很大。最大的影響在20%以上,最少的僅為4%。

4)方位角變化時,發(fā)電量損失與經度基本無關,與緯度相關性較大。緯度越高,損失越大;緯度越低,損失越少。

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責任編輯:蔣桂云

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