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 .實驗目的了解太陽能電池板最佳方位角、傾斜角該如何確定了解太陽能組件支架結(jié)構(gòu)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（北半球）60°時，

2、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?，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(guān)系。如果要將方位角調(diào)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情況來選定方位角。方位角=（一天中負荷的峰值時刻（24小時

3、制）-12）15+（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(guān)，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&

4、#176;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(guān)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步同實際情況結(jié)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

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?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)氐臍庀髷?shù)據(jù)資料，包括當?shù)氐奶柲茌椛淞考皽囟茸兓?，一般?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 .

6、實驗內(nèi)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(guān)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(jié)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測量太陽能板的用太陽能電池分析儀將安裝好以后的太陽能電池板的輸出端連接起來,I-V曲線、最大輸出功率Pmax、最大功率時電壓Vmaxp和電流1maxp,太陽能板的開路電壓Vopen、短路電流1sh0rt及太陽能板的效率o5 .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maxp,太陽能板的開路電壓Vo.、短路電流1sh。代及太陽能板的效率”填入下表中并畫