太阳能板的安装角度计算方式

太阳能板的安装角度计算方式 太阳能板的安装角度计算方式 由于太阳能是一种清洁的能源它的应用正在世界范围内快速地增长。利用太阳光发电就是一种使用太阳能的方式可是目前建设一个太阳能发电系统的成本还是较高的从我国现阶段的太阳能发电成本来看其花费在太阳电池组件的费用大约为6070因此为了更加充分有效地利用太阳能如何选取太阳电池方阵的方位角与倾斜角是一个十分重要的问题。 1.方位角 太阳电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角向东偏设定为负角度向西偏设定为正角度。一般情况下方阵朝向正南即方阵垂直面与正南的夹角为0?时太阳电池发电量是最大的。在偏离正南北半球30?度时方阵的发电量将减少约1015在偏离正南北半球60?时方阵的发电量将减少约2030。但是在晴朗的夏天太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后因此方阵的方位稍微向西偏一些时在午后时刻可获得最大发电功率。在不同的季节太阳电池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。方阵设置场所受到许多条件的制约例如在地面上设置时土地的方位角、在屋顶上设置时屋顶的方位角或者是为了躲避太阳阴影时的方位角以及布置规划、发电效率、设计规划、建设目的等许多因素都有关系。如果要将方位角调整到在一天中负荷的峰值时刻与发电峰值时刻一致时请参考下述的公式。至于并网发电的场合希望综合考虑以上各方面的情况来选定方位角。方位角一天中负荷的峰值时刻24小时制12×15经度116 10月9日北京的太阳电池方阵处于不同方位角时日射量与时间推移的关系曲线。在不同的季节各个方位的日射量峰值产生时刻是不一样的。 2.倾斜角 倾斜角是太阳电池方阵平面与水平地面的夹角并希望此夹角是方阵一年中发电量为最大时的最佳倾斜角度。一年中的最佳倾斜角与当地的地理纬度有关当纬度较高时相应的倾斜角也大。但是和方位角一样在设计中也要考虑到屋顶的倾斜角及积雪滑落的倾斜角斜率大于50-60等方面的限制条件。对于积雪滑落的倾斜角即使在积雪期发电量少而年总发电量也存在增加的情况因此特别是在并网发电的系统中并不一定优先考虑积雪的滑落此外还要进一步考虑其它因素。对于正南方位角为0?度倾斜角从水平倾斜角为0?度开始逐渐向最佳的倾斜角过渡时其日射量不断增加直到最大值然后再增加倾斜角其日射量不断减少。特别是在倾斜角大于50?60?以后日射量急剧下降直至到最后的垂直放置时发电量下降到最小。方阵从垂直放置到10?20?的倾斜放置都有实际的例子。对于方位角不为0?度的情况斜面日射量的值普遍偏低最大日射量的值是在与水平面接近的倾斜角度附近。以上所述为方位角、倾斜角与发电量之间的关系对于具体设计某一个方阵的方位角和倾斜角还应综合地进一步同实际情况结合起来考虑。 3.阴影对发电量的影响一般情况下我们在计算发电量时是在方阵面完全没有阴影的前提下得到的。因此如果太阳电池不能被日光直接照到时那么只有散射光用来发电此时的发电量比无阴影的要减少约1020。针对这种情况我们要对理论计算值进行校正。通常在方阵周围有建筑物及山峰等物体时太阳出来后建筑物及山的周围会存在阴影因此在选择敷设方阵的地方时应尽量避开阴影。如果实在无法躲开也应从太阳电池的接线 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 上进行解决使阴影对发电量的影响降低到最低程度。另外如果方阵是前后放置时后面的方阵与前面的方阵之间距离接近后前边方阵的阴影会对后边方阵的发电量产生影响。有一个高为L1的竹竿其南北方向的阴影长度为L2太阳高度仰角为A在方位角为B时假设阴影的倍率为R则 R L2/L1 ctgA×cosB 此式应按冬至那一天进行计算 因为那一天的阴影最长。例如方阵的上边缘的高度为h1下边缘的高度为h2则方阵之间的距离a h1-h2×R。当纬度较高时方阵之间的距离加大相应地设置场所 的面积也会增加。对于有防积雪 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 的方阵来说其倾斜角度大因此使方阵的高度增大为避免阴影的影响相应地也会使方阵之间的距离加大。通常在排布方阵阵列时应分别选取每一个方阵的构造尺寸将其高度调整到合适值从而利用其高度差使方阵之间的距离调整到最小。具体的太阳电池方阵设计在合理确定方位角与倾斜角的同时还应进行全面的考虑才能使方阵达到最佳状态。 太阳能发电系统原理 光伏系统设计 光伏系统设计 1引言 经过光伏工作者们坚持不懈的努力太阳能电池的生产技术不断得到提高并且日益广泛地应用于各个领域。特别是邮电通信方面由于近年来通信行业的迅猛发展对通信电源的要求也越来越高所以稳定可靠的太阳能电源被广泛使用于通信领域。而如何根据各地区太阳能辐射条件来设计出既经济而又可靠的光伏电源系统这是众多专家学者研究已久的课题而且已有许多卓越的研究成果为我国光伏事业的发展奠定了坚实的基础。笔者在学习各专家的设计方法时发现这些设计仅考虑了蓄电池的自维持时间即最长连续阴雨天而没有考虑到亏电后的蓄电池最短恢复时间即两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数。这个问题尤其在我国南方地区应引起高度重视因为我国南方地区阴雨天既长又多而对于方便适用的独立光伏电源系统由于没有应急的其他电源保护备用所以应该将此问题纳入设计中一起考虑。 本文综合以往各设计方法的优点结合笔者多年来实际从事光伏电源系统设计工作的经验引入两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数作为设计的依据之一并综合考虑了各种影响太阳能辐射条件的因素提出了太阳能电池、蓄电池容量的计算公式及相关设计方法。 2影响设计的诸多因素 太阳照在地面太阳能电池方阵上的辐射光的光谱、光强受到大气层厚度即大气质量、地理位置、所在地的气候和气象、地形地物等的影响其能量在一日、一月和一年内都有很大的变化甚至各年之间的每年总辐射量也有较大的差别。 太阳能电池方阵的光电转换效率受到电池本身的温度、太阳光强和蓄电池电压浮动的影响而这三者在一天内都会发生变化所以太阳能电池方阵的光电转换效率也是变量。 蓄电池组也是工作在浮充电状态下的其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化。蓄电池提供的能?炕故芑肪澄露鹊挠跋臁?太阳能电池充放电控制器由电子元器件制造而成它本身也需要耗能而使用的元器件的性能、质量等也关系到耗能的大小从而影响到充电的效率等。 负载的用电情况也视用途而定如通信中继站、无人气象站等有固定的设备耗电量。而有些设备如灯塔、航标灯、民用照明及生活用电等设备用电量是经常有变化的。 设计者的任务是在太阳能电池方阵所处的环境条件下即现场的地理位置、太阳辐射能、气候、气象、地形和地物等设计的太阳能电池方阵及蓄电池电源系统既要讲究经济效益又要保证系统的高可靠性。 某特定地点的太阳辐射能量数据以气象台提供的资料为依据供设计太阳能电池方阵用。这些气象数据需取积累几年甚至几十年的平均值。 地球上各地区受太阳光照射及辐射能变化的周期为一天24h。处在某一地区的太阳能电池方阵的发电量也有24h的周期性的变化其规律与太阳照在该地区辐射的变化规律相同。但是天气的变化将影响方阵的发电量。如果有几天连续阴雨天方阵就几乎不能发电只能 靠蓄电池来供电而蓄电池深度放电后又需尽快地将其补充好。设计者多数以气象台提供的太阳每天总的辐射能量或每年的日照时数的平均值作为设计的主要数据。由于一个地区各年的数据不相同为可靠起见应取近十年内的最小数据。根据负载的耗电情况在日照和无日照时均需用蓄电池供电。气象台提供的太阳能总辐射量或总日照时数对决定蓄电池的容量大小是不可缺少的数据。 对太阳能电池方阵而言负载应包括系统 中所有耗电装置除用电器外还有蓄电池及线路、控制器等的耗量。 方阵的输出功率与组件串并联的数量有关串联是为了获得所需要的工作电压并联是为了获得所需要的工作电流适当数量的组件经过串并联即组成所需要的太阳能电池方阵。 3蓄电池组容量设计 太阳能电池电源系统的储能装置主要是蓄电池。与太阳能电池方阵配套的蓄电池通常工作在浮充状态下其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化。它的容量比负载所需的电量大得多。蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。为了与太阳能电池匹配要求蓄电池工作寿命长且维护简单。 1蓄电池的选用 能够和太阳能电池配套使用的蓄电池种类很多目前广泛采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池三种。国内目前主要使用铅酸免维护蓄电池因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点很适合用于性能可靠的太阳能电源系统特别是无人值守的工作站。普通铅酸蓄电池由于需要经常维护及其环境污染较大所以主要适于有维护能力或低档场合使用。碱性镍镉蓄电池虽然有较好的低温、过充、过放性能但由于其价格较高仅适用于较为特殊的场合。 2蓄电池组容量的计算 蓄电池的容量对保证连续供电是很重要的。在一年内方阵发电量各月份有很大差别。方阵的发电量在不能满足用电需要的月份要靠蓄电池的电能给以补足在超过用电需要的月份是靠蓄电池将多余的电能储存起来。所以方阵发电量的不足和过剩值是确定蓄电池容量的依据之一。同样连续阴雨天期间的负载用电也必须从蓄电池取得。所以这期间的耗电量也是确定蓄电池容量的因素之一。 因此蓄电池的容量BC计算公式为 BCA×QL×NL×TOCCAh1 式中A为安全系数取1.11.4之间 QL为负载日平均耗电量为工作电流乘以日工作小时数 NL为最长连续阴雨天数 TO为温度修正系数一般在0?以上取110?以上取1.110?以下取1.2 CC为蓄电池放电深度一般铅酸蓄电池取0.75碱性镍镉蓄电池取0.85。 4太阳能电池方阵设计 1太阳能电池组件串联数Ns 将太阳能电池组件按一定数目串联起来就可获得所需要的工作电压但是太阳能电池组件的串联数必须适当。串联数太少串联电压低于蓄电池浮充电压方阵就不能对蓄电池充电。如果串联数太多使输出电压远高于浮充电压时充电电流也不会有明显的增加。因此只有当太阳能电池组件的串联电压等于合适的浮充电压时才能达到最佳的充电状态。 计算方法如下 NsUR/UocUfUDUc/Uoc2 式中UR为太阳能电池方阵输出最小电压 Uoc为太阳能电池组件的最佳工作电压 Uf为蓄电池浮充电压 UD为二极管压降一般取0.7V UC为其它因数引起的压降。 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1我国主要城市的辐射参数表 城市 纬度Φ 日辐射量Ht 最佳倾角Φop 斜面日辐射量 修正系数Kop 哈尔滨 45.68 12703 Φ3 15838 1.1400 长春 43.90 13572 Φ1 17127 1.1548 沈阳 41.77 13793 Φ1 16563 1.0671 北京 39.80 15261 Φ4 18035 1.0976 天津 39.10 14356 Φ5 16722 1.0692 呼和浩特 40.78 16574 Φ3 20075 1.1468 太原 37.78 15061 Φ5 17394 1.1005 乌鲁木齐 43.78 14464 Φ12 16594 1.0092 西宁 36.75 16777 Φ1 19617 1.1360 兰州 36.05 14966 Φ8 15842 0.9489 银川 38.48 16553 Φ2 19615 1.1559 西安 34.30 12781 Φ14 12952 0.9275 上海 31.17 12760 Φ3 13691 0.9900 南京 32.00 13099 Φ5 14207 1.0249 合肥 31.85 12525 Φ9 13299 0.9988 杭州 30.23 11668 Φ3 12372 0.9362 南昌 28.67 13094 Φ2 13714 0.8640 福州 26.08 12001 Φ4 12451 0.8978 济南 36.68 14043 Φ6 15994 1.0630 郑州 34.72 13332 Φ7 14558 1.0476 武汉 30.63 13201 Φ7 13707 0.9036 长沙 28.20 11377 Φ6 11589 0.8028 广州 23.13 12110 Φ7 12702 0.8850 海口 20.03 13835 Φ12 13510 0.8761 南宁 22.82 12515 Φ5 12734 0.8231 成都 30.67 10392 Φ2 10304 0.7553 贵阳 26.58 10327 Φ8 10235 0.8135 昆明 25.02 14194 Φ8 15333 0.9216 拉萨 29.70 21301 Φ8 24151 1.0964 蓄电池的浮充电压和所选的蓄电池参数有关应等于在最低温度下所选蓄电池单体的最大工作电压乘以串联的电池数。 2太阳能电池组件并联数Np 在确定NP之前我们先确定其相关量的计算方法。 ?将太阳能电池方阵安装地点的太阳能日辐射量Ht转换成在标准光强下的平均日辐射时数H日辐射量参见表1 HHt×2.77810000h3 式中2.77810000hm2/kJ为将日辐射量换算为标准光强1000W/m2下的平均日辐射时数的系数。 ?太阳能电池组件日发电量Qp QpIoc×H×Kop×CzAh4 式中Ioc为太阳能电池组件最佳工作电流 Kop为斜面修正系数参照表1 Cz为修正系数主要为组合、衰减、灰尘、充电效率等的损失一般取0.8。 ?两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数Nw此数据为本设计之独特之处主要考虑要在此段时间内将亏损的蓄电池电量补充起来需补充的蓄电池容量Bcb为 BcbA×QL×NLAh5 ?太阳能电池组件并联数Np的计算方法为 NpBcbNw×QL/Qp×Nw6 式6的表达意为并联的太阳能电池组组数在两组连续阴雨天之间的最短间隔天数内所发电量不仅供负载使用还需补足蓄电池在最长连续阴雨天内所亏损电量。 3太阳能电池方阵的功率计算 根据太阳能电池组件的串并联数即可得出所需太阳能电池方阵的功率P PPo×Ns×NpW7 式中Po为太阳能电池组件的额定功率。 5设计实例 以广州某地面卫星接收站为例负载电压为12V功率为25W每天工作24h最长连续阴雨天为15d两最长连续阴雨天最短间隔天数为30d太阳能电池采用云南半导体器件厂生产的38D975×400型组件组件标准功率为38W工作电压17.1V工作电流2.22A蓄电池采用铅酸免维护蓄电池浮充电压为14?1V。其水平面太阳辐射数据参照表1其水平面的年平均日辐射量为12110kJ/m2Kop值为0.885最佳倾角为16.13?计算太阳能电池方阵功率及蓄电池容量。 1蓄电池容量Bc BcA×QL×NL×To/CC 1.2×25/12×24×15×1/0.75 1200Ah 2太阳能电池方阵功率P 因为 NsUR/UocUfUDUC/Uoc 140.71/17.10.92?1 QpIoc×H×Kop×Cz 2.22×12110×2.778/10000×0.885×0.8 ?5.29Ah BcbA×QL×NL 1.2×25/12×24×15900Ah QL25/12×2450Ah NpBcbNw×QL/Qp×Nw 90030×50/5.29×30?15 故太阳能电池方阵功率为 PPo×Ns×Np38×1×15570W 3计算结果 该地面卫星接收站需太阳能电池方阵功率为570W蓄电池容量为1200Ah 太阳能灯具电池板安装角度 2011-3-29 16:01:01 出处紫鼎 为了更好的接受太阳光直射中国各地太阳能灯具电池板安装角度如下 城市 纬度φ 最佳倾角 哈尔滨 45.68 φ3 长 春 43.9 φ1 沈 阳 41.77 φ1 北 京 39.8 φ4 天 津 39.1 φ5 呼和浩特 40.78 φ3 太 原 37.78 φ5 乌鲁木齐 43.78 φ12 西 宁 36.75 φ1 兰 州 36.05 φ8 银 川 38.48 φ2 西 安 34.3 φ14 上 海 31.17 φ3 南 京 32 φ5 合 肥 31.85 φ9 杭 州 30.23 φ3 南 昌 28.67 φ2 福 州 26.08 φ4 济 南 36.68 φ6 郑 州 34.72 φ7 武 汉 30.63 φ7 长 沙 28.2 φ6 广 州 23.13 φ7 海 口 20.03 φ12 南 宁 22.82 φ5 成 都 30.67 φ2 贵 阳 26.58 φ8 昆 明 25.02 φ8 拉 萨 29.7 φ8