根据民用建筑光伏系统应用技术规范，建筑物的光伏组件安装要符合以下要求。当光伏组件安装倾角小于10°时，应考虑设置维修、人工清洗的设施与通道。支架安装型光伏方阵中光伏组件的间距应满足冬至日不遮挡太阳光的要求。......
2023-07-02
光伏组件方阵优化设计方案
【摘要】：光伏组件水平倾角的设计主要取决于光伏发电系统所处纬度和对一年四季发电量分配的要求。这就会对光伏方阵对发电量的产生明显的影响。有了上列各项数据，就可以计算不同组件安装方式情况下，光伏组件总功率所需安装面积。
1.光伏组件水平倾角设计
并网光伏供电系统有着与独立光伏系统不同的特点。在有太阳光照射时，光伏供电系统向电网发电，而在阴雨天或夜晚光伏供电系统不能满足负载需要时又从电网买电。这样就不存在因倾角的选择不当而造成夏季发电量浪费、冬季对负载供电不足的问题。在并网光伏系统中需要关心的问题就是如何选择最佳的倾角使太阳能电池组件全年的发电量最大。光伏组件水平倾角的设计主要取决于光伏发电系统所处纬度和对一年四季发电量分配的要求。通常该倾角值为当地的纬度值。
（1）对于一年四季发电量要求基本均衡的情况，可以按表6-6的方式选择组件倾角。
表6-6 光伏电站所处纬度和水平倾角的关系
（2）在我国大部分地区通常可以采用所在纬度加7°的组件水平倾角。
对于要求冬季发电量较多情况，可以采用所在纬度加11°的组件水平倾角。
对于要求夏季发电量较多情况，可以采用所在纬度减11°的组件水平倾角。
（3）并网发电系统的最佳安装倾角一般小于当地纬度5°～10°。
2.光伏方阵倾角与朝向对发电量的影响
光伏方阵倾角与朝向对发电量有很大影响，一般光伏方阵应面向正南方（北半球），合理的倾角在前面已论述。
但在有些场合，组件的倾角和朝向不一定理想。这就会对光伏方阵对发电量的产生明显的影响。可参考图3-18光伏方阵的朝向对发电量影响的大致关系图。
3.光伏方阵前后两排间距或与前方遮挡物之间的间距设计
光伏方阵前后间距或与前方遮挡物之间的间距如果不合理设计，则会影响光伏系统的发电量，尤其在冬季。
光伏方阵前后间距或与前方遮挡物之间的间距的设计与光伏系统所在纬度、前排方阵或遮挡物高度有关。
D=0.707H/tan[arcsin（0.648cosΦ-0.399sinΦ）]
式中 D——前后间距；
Φ——光伏系统所处纬度（北半球为正，南半球为负）；
H——为后排光伏组件底边至前排遮挡物上边的垂直高度。
举例：设Φ=32°
D=0.707H/tan[arcsin（0.648cos32°-0.399sinΦ32°）]
=0.707H/tan[arcsin（0.648×0.848-0.399×0.529）]
=0.707H/tan[arcsin（0.549-0.211）]
=0.707H/tan（arcsin0.338）
=0.707H/tan18.6°
=0.707H/0.336
=2.1H
4.光伏方阵总功率与占地面积的关系
光伏方阵总功率与占地面积的关系取决于光伏组件的安装方式、光伏组件种类（晶体硅或薄膜电池）及其光伏组件光电转换效率。组件安装方式可分为两种：
（1）覆盖型：如覆盖在坡屋面或平屋面或墙面上的安装方式。这种方式能安装的光伏方阵总功率较多。根据组件不同光电转换率，大致如下：
1）晶体硅组件（光电转换率15%～17%）：130～145Wp/m2。
2）薄膜电池（光电转换率5%～7%）：43～60 Wp/m2。
（2）锯齿型：在平屋顶或平地上安装倾斜光伏组件方式。这种安装方式，有利于提高光伏方阵的发电量。但根据前面所述，为防止前排遮挡后排，前后排之间必须有一定间距。这种间距随着光伏发电系统所在纬度的增大而增加。对于我国大部分地区而言，每平方米能安装的组件功率仅为覆盖型的一半，即：
1）晶体硅组件（光电转换率15%～17%）：65～72Wp/m2。
2）薄膜电池（光电转换率5%～7%）：22～30Wp/m2。
有了上列各项数据，就可以计算不同组件安装方式情况下，光伏组件总功率所需安装面积。反之，已知面积，可以计算能安装的最大光伏方阵总功率。
5.单块光伏组件的规格（表6-7）
表6-7 太阳能电池组件规格表
续表
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2023-07-02
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