實(shí)驗(yàn)二太陽(yáng)能電池板方位角、傾斜角的選擇及太陽(yáng)能組件支架的安裝

1、實(shí)驗(yàn)二太陽(yáng)能電池板方位角、傾斜角的選擇及太陽(yáng)能組件支架的安裝1 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馓?yáng)能電池板最佳方位角、傾斜角該如何確定了解太陽(yáng)能組件支架結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)的輸出功率、安裝費(fèi)用、養(yǎng)護(hù)要求的影響2 .儀器用具太陽(yáng)能電池板1塊太陽(yáng)能組件支架1套太陽(yáng)能照度計(jì)1臺(tái)太陽(yáng)能電池分析儀1臺(tái)3 .實(shí)驗(yàn)原理3.1 方位角太陽(yáng)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(shè)定為負(fù)角度，向西偏設(shè)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(shí)，太陽(yáng)電池發(fā)電量是最大的。在偏離正南（北半球）30°度時(shí)，方陣的發(fā)電量將減少約10%15%;在偏離正南（北半球）60°時(shí)，

2、方陣的發(fā)電量將減少約20%30%。但是，在晴朗的夏天，太陽(yáng)輻射能量的最大時(shí)刻是在中午稍后，因此方陣的方位稍微向西偏一些時(shí)，在午后時(shí)刻可獲得最大發(fā)電功率。在不同的季節(jié)，太陽(yáng)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(shí)候。方陣設(shè)置場(chǎng)所受到許多條件的制約，例如，在地面上設(shè)置時(shí)土地的方位角、在屋頂上設(shè)置時(shí)屋頂?shù)姆轿唤?，或者是為了躲避太?yáng)陰影時(shí)的方位角，以及布置規(guī)劃、發(fā)電效率、設(shè)計(jì)規(guī)劃、建設(shè)目的等許多因素都有關(guān)系。如果要將方位角調(diào)整到在一天中負(fù)荷的峰值時(shí)刻與發(fā)電峰值時(shí)刻一致時(shí)，請(qǐng)參考下述的公式。至于并網(wǎng)發(fā)電的場(chǎng)合，希望綜合考慮以上各方面的情況來(lái)選定方位角。方位角=（一天中負(fù)荷的峰值時(shí)刻（24小時(shí)

3、制）-12）15+（經(jīng)度-116）。在不同的季節(jié)，各個(gè)方位的日射量峰值產(chǎn)生時(shí)刻是不一樣的。3.2 傾斜角傾斜角是太陽(yáng)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(shí)的最佳傾斜角度。一年中的最佳傾斜角與當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥扔嘘P(guān)，當(dāng)緯度較高時(shí)，相應(yīng)的傾斜角也大。但是，和方位角一樣，在設(shè)計(jì)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(duì)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)先考慮積雪的滑落，此外，還要進(jìn)一步考慮其它因素。對(duì)于正南（方位角為0。度），傾斜角從水平（傾斜角為0&

4、#176;度）開(kāi)始逐漸向最佳的傾斜角過(guò)渡時(shí)，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(shí)，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(shí)際的例子。對(duì)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(guān)系，對(duì)于具體設(shè)計(jì)某一個(gè)方陣的方位角和傾斜角還應(yīng)綜合地進(jìn)一步同實(shí)際情況結(jié)合起來(lái)考慮。3.3 傾斜角度的初步估計(jì)太陽(yáng)能板傾角的選擇取決于站點(diǎn)的位置，一般會(huì)選擇比其所處地區(qū)緯度大20°的傾角。表3-1為推

5、薦方陣傾角與緯度的關(guān)系。表3-1方陣傾角與緯度的關(guān)系當(dāng)?shù)鼐暥?015°15°20°20°30°30°35°35°40°>40°方陣傾角P15°*+50*+10°*+15°+20°3.4 輻照量利用已有的太陽(yáng)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(shè)計(jì)計(jì)算前，需收集當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)資料，包括當(dāng)?shù)氐奶?yáng)能輻射量及溫度變化，一般為1020年的平均值作為依據(jù)且當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供的一般是水平面的太陽(yáng)輻射量，需根據(jù)理論計(jì)算出光伏板表面的實(shí)際輻射量。4 .

6、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟與要求通過(guò)查閱資料、理論計(jì)算確定太陽(yáng)能電池板的方位角、傾斜角，并通過(guò)太陽(yáng)能照度計(jì)進(jìn)行實(shí)際的確定。確定好太陽(yáng)能板的方位角和傾斜角度后，把太陽(yáng)能組件支架安裝起來(lái)，并按確定的角度將太陽(yáng)能電池板固定在支架上面。4.1 通過(guò)查閱相關(guān)的資料，對(duì)太陽(yáng)能電池板的方位角和傾斜角度進(jìn)行理論計(jì)算，并結(jié)合實(shí)際情況，通過(guò)太陽(yáng)能照度計(jì)最終確定出最佳的方位角和傾斜角。4.2 太陽(yáng)能組件支架的安裝及太陽(yáng)能板的固定圖1太陽(yáng)能電池板支架示意圖4.3 太陽(yáng)能電池板特性分析測(cè)量太陽(yáng)能板的用太陽(yáng)能電池分析儀將安裝好以后的太陽(yáng)能電池板的輸出端連接起來(lái),I-V曲線、最大輸出功率Pmax、最大功率時(shí)電壓Vmaxp和電流1maxp,太陽(yáng)能板的開(kāi)路電壓Vopen、短路電流1sh0rt及太陽(yáng)能板的效率o5 .數(shù)據(jù)記錄與處理5.1 將太陽(yáng)能電池板的最大輸出功率Pmax、最大功率時(shí)電壓Vmaxp和電流maxp,太陽(yáng)能板的開(kāi)路電壓Vo.、短路電流1sh。代及太陽(yáng)能板的效率”填入下表中并畫