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第2章 太阳能光伏发电系统
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25.01 25.01 25.19 25.51 26.05 26.35 26.52 27.42 28.13 28.36 28.53 29.31 29.35 29.40 30.14 30.37 30.40 30.42 31.09 31.17 31.27 31.52 32.00 32.10 32.30 33.02 34.18 34.43 35.39 36.03 36.25 36.36 36.42 37.01 37.08 37.30 37.47 38.29 38.38 38.54 39.02 39.06 39.28 Φ－8 Φ＋4 Φ＋8 Φ＋6 Φ＋2 Φ－8 Φ＋3 Φ＋7 Φ＋2 Φ＋3 Φ＋9 Φ＋5 Φ＋14 Φ＋7 Φ＋8 Φ＋6 Φ＋1 Φ＋5 Φ＋2 Φ＋5 44
25 28 16 15 16 12 28 10 15 18 9 28 10 30 20 19 11 17 30 22 13 22 23 22 33 23 21 25 26 25 33 28 31 31 31 30 30 33 35 31 33 31 29 第2章 太阳能光伏发电系统
北京 大同 敦煌 沈阳 哈密 延吉 通辽 二连浩特 乌鲁木齐 长春 伊宁 哈尔滨 佳木斯 阿勒泰 海拉尔 黑河 39.56 40.06 40.09 41.44 42.49 42.53 43.26 43.39 43.47 43.54 43.57 45.45 46.49 47.44 49.13 50.15 Φ＋4 Φ＋1 Φ＋12 Φ＋1 Φ＋3 33 34 35 35 37 37 39 40 31 38 36 38 40 39 44 45 对于并网光伏发电系统，一般是以全年接受到的太阳辐照量最大为原则，来确定光伏方阵的最佳倾角。通常的做法是，根据RETScreen?软件和NASA提供的各地太阳辐照量数据，可以很快得到不同倾角时全年和每月的太阳辐照量，一比较就很容易得到方阵的最佳倾角。
在高纬度地区，低于最佳倾角10o时，太阳辐照量的相对损失一般不会超过2%，所以如果考虑倾角太高将导致抗风能力减弱和前、后排光伏方阵的间距太大，就不必拘泥于选用所谓的最佳倾角，实际的倾角可以选择得比最佳倾角稍低一些，只要全年的太阳辐照量损失不太多即可。
作为参考，我国部分地区并网光伏方阵的最佳倾角也列在表2-1中，是根据国家气象中心发布的1981~2000年我国气象辐射资料和计算机辅助计算得到的。 2.4.4光伏方阵的间距设计
在设计光伏方阵时，相邻方阵之间要留出一定距离，以免被周围方阵或其他异物的阴影遮挡，为此要计算前排方阵或异物的阴影长度。
假设光伏方阵或遮挡物与可能被遮挡方阵组件底边的高度差为?h,在东西向的阴影长度为X，在南北向的阴影长度为Y，利用式（1-8）可以得到任意时刻光伏方阵或遮挡物的阴影长度与高度差之比值的关系式：
X/?h=sin?scoths=(cosδsin?)/sinhs
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=
cos?sin? （2-7）
sin?sin??cos?cos?cos?Y/?h=cos?scoths=(sinφcosδcos?–cosφsinδ) /sinhs =
cos{arctan（[sin?）(sin?cos??cos?tan?)]} （2-8）
tan[arcsin(sin?sin??cos?cos?cos?)] X/Y=tan?s=(sin?)/(sin?cos??cos?tan?) （2-9）
对于固定方阵，一般确定的原则是，冬至日当地太阳时9:00至15:00光伏方阵不被遮挡。在冬至日的9:00，δ= - 23.45o，?=45o，那么式（2-7）至（2-9）就分别变为：
X0/?h=1(cos??0.614sin?) （2-10） Y0/?h=
cos{arctan[1(sin??0.614cos?)]} （2-11）
tan[arcsin(0.648cos??0.398sin?)] X0/Y0=1(sin??0.614cos?) （2-12） 这里X0和Y0为冬至日9:00（或15:00）时东西向的阴影长度和南北向的阴影长度。因此，固定方阵东西南北的设计间距应大于此X0和Y0计算值，才能避免冬至日9:00～15:00被阴影遮挡。
对于跟踪方阵，跟踪角度随时间而变化，光伏方阵的高度和阴影长度也随时间变化。国家标准对跟踪装置的间距设计没有规定，许多设计者仍然按照冬至日9:00至15:00太阳光不被遮挡来考虑，结果就造成早、晚很多时间有阴影，太阳的直接辐射能没有得到充分的利用。
在晴天，太阳高度角为15o时，低纬度地区地面上的太阳直接辐射辐照度，通常可以达到50～200W/m2,跟踪方阵上的辐照度一般可比它高3～4倍，此时跟踪装置开始对太阳跟踪，定会增加不少发电量。如果以此为标准来设计跟踪装置之间的间距，太阳能的浪费就不多了。
例如，从太阳位置图可知，在低纬度地区，如北纬25o，冬至日太阳高度角为15o时，对应的太阳时为8:00和16:00，可以跟踪太阳并利用其直接辐射能的发电时间就有8小时。如果按9:00～15:00不遮挡太阳来设计，那么利用太阳直接辐射能的发电时间就要减少2小时。
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又如，江苏的洪泽和建湖地区，地处北纬33.3o，冬至日太阳高度角15o时，对应的太阳时约为8:30和15:30。如果按9:00～15:00不遮挡太阳来设计，结果太阳老高了还没有跟踪，白白浪费了不少太阳能。显然，在低纬度处按9:00～15:00不遮挡太阳的规定来设计跟踪装置的间距欠合理。
另外，对于跟踪装置的间距设计，仅仅考虑冬至日阴影遮挡的问题不够全面，许多光伏电站的跟踪方阵将跟踪装置沿正南北和正东西矩形排布，结果，或者东西向间距设计得过大，或者在春季和秋季光伏方阵就会被遮挡。采用上面的公式（2-10）和（2-11）计算阴影长度来排布跟踪装置比较复杂，通用的方法是采用跟踪方阵间距设计软件，对春、夏、秋、冬四季阴影遮挡情况进行模拟确定，在较小的能量损失和可以接受的间距之间综合考虑。 2.5 光伏发电系统的发电量 2.5.1发电量计算
发电量是衡量光伏发电系统规模和发电能力的一个重要指标。光伏发电系统发电量的预测，应根据当地的太阳资源情况，并考虑光伏电站系统的设计、光伏方阵的排布、气候地理环境、设备的效率和老化衰减等因素后计算确定。
光伏发电系统的发电量通常可以利用下式进行计算：
Q??HP （2-13） 式中，Q为系统发电量，?为系统发电效率，H为当地光伏方阵上的太阳辐照量折算为在辐照度1kW/m2下照射的小时数，P为系统装机容量。
系统发电效率?与方阵光伏组件的组合匹配情况、光伏组件表面污染情况、光伏组件的温度影响、光伏组件的衰减、逆变器效率、电缆传输效率和升压变压器效率等因素有关，所以它不是一个定值，不同时刻，不同天气，有不同的?值，在设计光伏电站时通常指的是一年的平均值。目前，大型并网光伏电站在初期一年的平均发电效率通常可取80%左右，独立光伏发电系统的发电效率要稍低一些。目前有些电站发电效率偏低，主要是一些光伏组件衰减率偏大，组合效率偏低，或者光伏组件表面累积了不少沙尘造成的。
H值的确定有两种途径：一种是利用RETScreen?软件和NASA提供的太阳辐照量数据库，得到固定方阵或跟踪方阵上在给定时段内的平均峰值日照时数
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