一文了解光伏電站的最佳傾角

:1.什么是最佳傾角？

狹義上說，若固定式光伏方陣在該傾角下傾斜面所接收到的年總輻射量最大，則稱該傾角為最佳傾角（根據(jù)《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50797-2012中對最佳傾角的定義為年總輻射量最大而非年發(fā)電量最高）；然而廣義上說，最佳傾角也可以是年發(fā)電量最高對應(yīng)的傾角、收益率最高對應(yīng)的傾角、某幾個(gè)月發(fā)電量最高所對應(yīng)的傾角以及其他各種限定條件下計(jì)算出的最優(yōu)傾角。下文中主要以大家常說的狹義上的最佳傾角來進(jìn)行討論。

2.為什么需要最佳傾角？

為了更多的接收太陽輻射。對于一個(gè)光伏方陣斜面而言，太陽在其上的入射角度的不同會導(dǎo)致其單位面積所接收到的太陽法向輻射量不同，入射角（與垂直于光伏方陣的法線的夾角）越大，接收到的太陽法向輻射量就越少（對于相同的輻射輸入而言）。而光伏方陣的傾角變化會使得太陽的入射角發(fā)生變化從而影響其輻射接收量。因此需要通過理論計(jì)算得到一個(gè)從全年的輻射接收量來看最優(yōu)的傾角，這個(gè)傾角就是最佳傾角。

3.怎么計(jì)算最佳傾角？

計(jì)算最佳傾角需要當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度來確定太陽各時(shí)刻的高度角和方位角，需要年輻射數(shù)據(jù)，最好是多年平均的年輻射數(shù)據(jù)來確定當(dāng)?shù)靥栞椛涞奶匦浴８鶕?jù)輻射數(shù)據(jù)及經(jīng)緯度計(jì)算并累加得到不同傾角光伏方陣的年總輻射接收量，從中選擇年總輻射量最大的傾角作為最佳傾角。一般可采用PVsyst等軟件方便快捷的進(jìn)行最佳傾角計(jì)算。

4.最佳傾角主要受哪些因素影響？

最佳傾角的主要影響因素包括：①緯度，緯度的不同會影響太陽高度角的變化特性，從而影響最佳傾角；②各月輻射量分布，一年中的輻射量若更多的集中在太陽高度角高的月份則會使得最佳傾角變大，反之則會變??；③直散比，直接輻射具有方向性，而散射輻射各向同性，因此他們各自在總輻射中的占比不同也對最佳傾角有一定的影響。

5.海拔高度會影響最佳傾角嗎？

海拔高度對于最佳傾角的影響在公眾號歷史文章《海拔高度會影響最佳傾角嗎？》已經(jīng)有較詳細(xì)的說明，可參考閱讀。

6.最佳傾角下光伏電站發(fā)電量一定最高嗎？

對于狹義上的最佳傾角來說不是，按照《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》的順序，先確定最佳傾角（此時(shí)沒有考慮陣列間的相互遮擋），再根據(jù)傾角確定光伏方陣南北間距，而當(dāng)間距確定后，前后光伏方陣之間是會有陰影遮擋影響的，此時(shí)斜面的輻射量及電站的發(fā)電量由間距和傾角兩個(gè)因素動態(tài)確定，所以最大發(fā)電量的傾角和最佳傾角之間會有些許差距，但除非有其他限定條件，一般兩者差距不會太大。

7.最佳傾角下光伏電站收益一定最高嗎？

對于狹義上的最佳傾角來說不是，有時(shí)小于最佳傾角的某角度反而有更高的收益。最佳傾角意味著高輻射接收量，但也意味著比較大的占地面積。例如在某個(gè)有限的場地面積中，隨著最佳傾角的降低，裝機(jī)容量會不斷提高。傾角降低會降低發(fā)電量，而裝機(jī)容量提高會提升發(fā)電量，因此最終在哪個(gè)傾角角度下收益最高還需要結(jié)合外部條件進(jìn)行進(jìn)一步的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才可確定。

8.最佳傾角是絕對的嗎？

不是，由于氣候的不確定性，最佳傾角實(shí)際只能稱之為基于歷史數(shù)據(jù)的相對最佳傾角。首先，歷史輻射數(shù)據(jù)不同，最佳傾角也會不同，用歷史10年數(shù)據(jù)計(jì)算和用歷史20年數(shù)據(jù)計(jì)算得到的最佳傾角是有一些差異的；其次，歷史平均數(shù)據(jù)代表了當(dāng)?shù)剌椛涮卣鞯囊环N較大可能性，但對于某一年來說，并不見得就是最優(yōu)的選擇。

原標(biāo)題:8個(gè)問題，深入了解最佳傾角