實驗太陽能電池板方位角傾斜角的選擇及太陽能組件支架的安裝

1、實驗二 太陽能電池板方位角、傾斜角的選擇及太陽能組件支架的安裝1. 實驗目的（1）了解太陽能電池板最佳方位角、傾斜角該如何確定 （2）了解太陽能組件支架結構對系統(tǒng)的輸出功率、安裝費用、養(yǎng)護要求的影響2. 儀器用具太陽能電池板 1 塊太陽能組件支架 1 套太陽能照度計 1 臺太陽能電池分析儀 1 臺3. 實驗原理3.1 方位角太 陽電池方陣的方位角是方陣的垂直面與正南方向的夾角（向東偏設定為負角度，向西偏設定為正角度 ）.一般情況下，方陣朝向正南 （即方陣垂直面與正南的夾角為0°）時，太陽電池發(fā)電量是最大的.在偏離正南（北半球）30。度時，方陣的發(fā)電量將減少約10%15%;在偏離正南（

2、北半球）60。時，方陣的發(fā)電 量將減少約20%30%.但是，在晴朗的夏天，太陽輻射能 量的最大時刻是在中午稍后， 因此方陣的方位稍微向西偏一些時， 在午后時刻可獲得最大發(fā) 電功率 . 在不同的季節(jié)， 太陽電池方陣的方位稍微向東或西一些都有獲得發(fā)電量最大的時候 方陣設置場所受到許多條件的制約， 例如， 在地面上設置時土地的方位角、 在屋頂上設置時 屋頂?shù)姆轿唤牵?或者是為了躲避太陽陰影時的方位角， 以及布置規(guī)劃、 發(fā)電效率、 設計規(guī)劃、 建設目的等許多因素都有關系 . 如果要將方位角調整到在一天中負荷的峰值時刻與發(fā)電峰 值時刻一致時，請參考下述的公式.至于并網(wǎng)發(fā)電的場合，希望綜合考慮以上各方面的

3、情況來選定方位角 .方位角=（一天中負荷的峰值時刻（24小時制）-12） X5+（經(jīng)度-116）在不同的季節(jié)，各個方 位的日射量峰值產(chǎn)生時刻是不一樣的 .3.2 傾斜角傾斜角是太陽電池方陣平面與水平地面的夾角，并希望 此夾角是方陣一年中發(fā)電量為最大時的最佳傾斜角度 . 一年中的最佳傾斜角與當?shù)氐牡乩砭暥扔嘘P， 當緯度較高時， 相應 的傾斜角也大 .但是， 和方位角一樣，在設計中也要考慮到屋頂?shù)膬A斜角及積雪滑落的傾斜 角 （斜 率大于 50%-60%） 等方面的限制條件 .對于積雪滑落的傾斜角，即使在積雪期發(fā)電量 少而年總發(fā)電量也存在增加的情況，因此，特別是在并網(wǎng)發(fā)電的系統(tǒng)中，并不一定優(yōu)先考慮積

4、雪的滑落，此外，還要進一步考慮其它因素 . 對于正南 （方位角為 0°度），傾斜角從水平（傾斜角為 0°度）開始逐漸向最佳的傾斜角過渡時，其日射量不斷增加直到最大值， 然后再增加傾斜角其日射量不斷減少特別是在傾斜角大于50°60°以后，日射量急劇下降，直至到最后的垂直放置時，發(fā)電量下降到最小.方陣從垂直放置到 10。20。的傾斜放置都 有實際的 例子.對于方位角不為0°度的情況，斜面日射量的值普遍偏低，最大日射量的值是在與水平 面接近的傾斜角度附近.以上所述為方位角、傾斜角與發(fā)電量之間的關系，對于具體設計某一個方陣的方位角和傾斜角還應綜合地進一

5、步同實際情況結合起來考慮3.3傾斜角度的初步估計太陽能板傾角的選擇取決于站點的位置，一般會選擇比其所處地區(qū)緯度大20°的傾角.表3-1為推薦方陣傾角與緯度的關系.表3-1方陣傾角與緯度的關系當?shù)鼐暥?0 15 °15。20 °20。30 °30。35 °35。40 °>40 °方陣傾角P15 °* +5 °©+10 °* +15 °© +20 °3.4輻照量利用已有的太陽能輻照數(shù)據(jù)，可以估算出投射在指定傾斜面上的輻照量.在設計計算前，需收集當?shù)氐臍庀?/p>

6、數(shù)據(jù)資料，包括當?shù)氐奶柲茌椛淞考皽囟茸兓话銥?020年的平均值作為依據(jù)且當?shù)貧庀蟛块T提供的一般是水平面的太陽輻射量，需根據(jù)理論計算出光伏板表面的實際輻射量.4. 實驗內容、步驟與要求通過查閱資料、理論計算確定太陽能電池板的方位角、傾斜角，并通過太陽能照度計進行實際的確定.確定好太陽能板的方位角和傾斜角度后，把太陽能組件支架安裝起來，并按 確定的角度將太陽能電池板固定在支架上面.4.1通過查閱相關的資料，對太陽能電池板的方位角和傾斜角度進行理論計算，并結合實際 情況，通過太陽能照度計最終確定出最佳的方位角和傾斜角4.2太陽能組件支架的安裝及太陽能板的固定圖1太陽能電池板支架示意圖4.3太陽能電池板特性分析I-V曲線、最大輸出功率Pmax、最大功率時電壓Vmaxp和電流Imaxp，太陽能板的開路電壓V°pen、短路電流Ishort及太陽能板的效率 5. 數(shù)據(jù)記錄與處理5.1將太陽能電池板的最大輸出功率Pmax、最大功率時電壓 Vmaxp和電流Imaxp，太陽能板的開路電壓Vopen、短路電流Ishort及太陽能板的效率填入下表中并畫