光伏并网逆变器的光伏阵列安装倾角由什么决定

目前，在光伏电站的工程设计当中，有三种方法比较广泛的应用于最佳倾角的选择，分别是：RETScreen和PVSystem软件，及利用Klein.S.A和Theilacker.J.C的天空异向模型公式计算。

将这三种方法的计算结果进行对比：利用天空异向模型公式和利用PVSystem计算时，当倾斜面为37°时，倾斜面上的年总辐射量最大；利用RETScreen计算时，当倾斜面为38°时，倾斜面上的年总辐射量最大。

光伏阵列倾角较低时，会节约支架的钢材用量、抗风能力增强，而且在最佳倾角附近，采用不同角度时的倾斜面总辐射量变化不大。

从上表可以看出，在最佳倾角附近选择倾角，倾斜面上的总辐射量相差很少；在工程项目设计中，选用任意一种进行最佳倾角选择，结果对项目的实际发电量影响不大。选择不同倾角会影响项目的占地面积。为减少占地，可以选择较小的倾角；同时，占地减少，相应的电缆、土建工程量的投资也会降低。

因此，实际工程中，当用不同方法计算出的倾角不同时，建议选择较小倾角。

太阳板倾角=90度—当地的太阳高度角

每个地区的太阳高度角都不一样，而且冬季和夏季的太阳高度角也是不一样的。以北京夏季为例：北京夏季的太阳高度角为73.5度 那太阳能板的倾角就是90-73.5=16.5度

太阳电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度）。一般情况下，方阵朝向正南（即方阵垂直面与正南的夹角为0°）时，太阳电池发电量是最大的。在偏离正南（北半球）30°度时，方阵的发电量将减少约10％～15％；在偏离正南（北半球）60°时，方阵的发电 量将减少约20％～30％。但是，在晴朗的夏天，太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后，因此方阵的方位稍微向西偏一些时，在午后时刻可获得最大发电功率。 在不同的季节，太阳电池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。方阵设置场所受到许多条件的制约，例如，在地面上设置时土地的方位角、在屋顶上设置时屋顶的方位角，或者是为了躲避太阳阴影时的方位角，以及布置规划、发电效率、设计规划、建设目的等许多因素都有关系。

半透明和普通的透明玻璃结合使用，并且由于光伏阵列偏离最佳安装角度，输出功率偏低，美观性较好。其中：1）水平屋顶。对于多，组件效率较低；除发电和透明外，采光顶构件要满足一定的力学、美学、结构连接等建筑方面要求、西南、正东或正西倾斜的屋顶均可以用于安装光伏阵列。在正南向的倾斜屋顶上，从而获得较大发电量；为建筑提升社会价值，带来绿色概念的效果。但是这种安装方式的美观性一般。2）倾斜屋顶、高层建筑来说，墙体是与太阳光接触面积最大的外表面，光伏幕墙垂直光伏幕墙是使用的较为普遍的一种应用形式。根据设计需要：在水平屋顶上，光伏阵列可以按最佳角度安装，从而获得最大发电量；并且可采用常规晶硅光伏组件，减少组件投资成本。除了光伏玻璃幕墙以外，光伏外墙，创造出不同的建筑立面和室内光影效果；发电成本高。目前用于幕墙安装的组件成本较高，往往经济性相对较好、光伏遮阳蓬等也可以进行建筑立面安装，美观性很好：在北半球，向正南、东南。其它朝向（偏正南）屋顶的发电性能次之。3）光伏采光顶：指以透明光伏电池作为采光顶的建筑构件，可以按照最佳角度或接近最佳角度安装，组件成本高，可以用透明，光伏系统工程进度受建筑总体进度制约；可以采用常规的晶体硅光伏组件，性能好、成本低，因此也有较好经济性。并且与建筑物功能不发生冲突，可与屋顶紧密结合，并且满足透光的需要。但是光伏采光顶需要透明组件。

立面安装侧立面安装形式主要指在建筑物南墙、（针对北半球）东墙、西墙上安装光伏组件的方式。双层光伏幕墙、点支式光伏幕墙和单元式光伏幕墙是目前光伏幕墙安装中比较普遍的形式屋顶安装形式主要有水平屋顶、倾斜屋顶和光伏采光顶

在屋顶安装光伏发电是农村用户的普遍选择，但是在具体实施时，用户屋顶的构造不同，可用安装面积不同，那么光伏发电系统的设计安装也会不同。为保障最佳收益，科学的设计安装就非常重要了，其中，也有些小窍门。

农村的屋顶主要有三大类别：彩钢瓦屋顶，砖瓦结构屋顶，平顶混泥土屋顶。这三类屋顶结构存在很大的差异，即便是相同的面积，安装的光伏发电系统容量也是不相同的，那么对于用户来说如何才能估算出自家屋顶能装多大容量？

砖瓦结构的屋顶

在农村屋顶光伏发电建的最多，最常见一种，便是砖瓦结构的屋顶。在建设光伏发电系统的时候首先要考虑到遮挡问题，通常情况下会选择早上8点至下午4-5点没有遮挡的区域，组件铺设在朝南的一面，理论上1KW占屋顶面积在10平方米左右。农村乡亲们的屋顶单面通常在50平左右，也就是说可以安装5kW的光伏系统，按照日均4小时光照来算，每天可以发电20度左右，一年可发电7300度。

彩钢瓦结构的屋顶

彩钢瓦结构的屋顶乡亲们住的不太多，因为彩钢瓦屋顶冬冷夏热，乡亲们并不看好。而厂房、畜牧厂等使用比较多，在安装光伏系统的时候也是朝南安装，组件铺设比例和砖瓦屋顶类似1千瓦占面积10平方米左右。

平面混泥土屋顶

平面混泥土屋顶在农村俗称平房，顶部是平的，在安装光伏发电系统时候对设计有着更多的要求，首先要考虑到当地光的辐照量，让组件尽可能多的接收阳光，其次要考虑到前后组件的遮挡和女儿墙高度等复杂因素。要想辐照量最优通常情况下光伏阵列倾角应在0°至当地纬度。阵列有了倾角，所占的面积自然就大了，加上还要考虑组件之间需要留有足够的间距避免阴影遮挡和女儿墙遮挡。这样算下来平面屋顶安装光伏系统占用的屋顶面积会大于瓦屋顶。通常情况1千瓦系统占用屋顶面积为15~20平方米，以户用安装5千瓦项目为例，需要占用75~100平方米。

并网发电系统的光伏阵列设计需要考虑以下几点：

（一）光伏阵列朝向

光伏阵列正向赤道是其获得最多太阳辐射能的主要条件之一。一般情况下，方阵朝

向正南（即方阵垂直面与正南的夹角为0°）。

1、 不同朝向与倾角安装的太阳电池的发电量比较（见图示）:

假定向南倾斜最佳倾角安装的太阳电池发电量为100，则其它朝向全年发电量均有不同程度的减少。

2、光伏组件安装方向应一致，朝向正南，有利于最大收集太阳辐射。

（二）光伏阵列倾角

在并网发电系统中，光伏阵列相对于水平面的倾斜角度一般应该按照使阵列获得全年最多太阳辐射能的设计原则。根据当地的地理位置及气象环境，可计算得出最佳的安装角度。对于光电建筑示范项目，也应充分靠考虑建筑美观性。

（三）遮挡计算

1）、应当避免遮挡：

对于晶体硅太阳电池组件，很小的遮挡就会引起很大的功率损失，对于整个电站来说，如果过多组件有遮挡，系统直流电压会大幅度衰降，不能达到并网设备最低的起动电压要求，造成实际不发电。

2）、太阳电池方阵间距计算：

按照标准公式计算间距：

当光伏电站功率较大，需要前后排布太阳电池方阵，或当太阳电池方阵附近有高达建筑物或树木的情况下，需要计算建筑物或树木的阴影，以确定方阵间的距离或太阳电池方阵与建筑物的距离。

一般确定原则：冬至当天早9：00至下午3：00 太阳电池方阵不应被遮挡。

计算公式如下：

太阳高度角的公式：sina = sinf sind+cosf cosd cosw

太阳方位角的公式：sinβ = cosd sinw/cosa

式中：f为当地纬度；

d为太阳赤纬，冬至日的太阳赤纬为-23.5度；

w为时角，上午9:00的时角为45度。

D= cosβ×L，L = H/tana，a = arcsin (sinf sind+cosf cosd cosw)

（四）光伏组件串联数量的设计依据

逆变器在并网发电时，光伏阵列必须实现最大功率点跟踪控制，以便光伏阵列在任何当前日照下不断获得最大功率输出。

在设计光伏组件串联数量时，应注意以下几点：

1、接至同一台逆变器的光伏组件的规格类型、串联数量及安装角度应保持一致。

2、需考虑光伏组件的最佳工作电压（Vmp）和开路电压（Voc）的温度系数，串联后的

光伏阵列的Vmp 应在逆变器MPPT范围内，Voc应低于逆变器输入电压的最大值。

太阳电池结温和日照强度对太阳电池输出特性的影响，

1.支架倾角：要让组件尽可能多的接受阳光，需要根据不同地区的地理位置和日照情况，调整支架到最佳倾角；

2.光伏阵列间距：为了避免前排组件遮挡后排组件，两排组件间需要留有足够的间距；

这样才能保证多发电

一、平顶屋面

平顶因屋顶是平的而得名，所以在安装光伏系统的时候对设计有着很多的要求，首先要考虑当地的光照，尽量要让组件多接收到太阳光，其次还要考虑到前后组件的遮挡，要想光照最优通常情况下光伏阵列倾角应在0度至当地维度。阵列有了倾角，所占的面积自然就大了，这样算下来平面屋顶安装光伏系统占用的屋顶面积会大瓦屋顶。通常情况1KW系统占用屋顶面积为15-20平方米，如果用户要安装5KW左右的光伏系统，那他所需要的屋顶面积大致在75-100平方米。

二、斜面屋顶

一般斜面屋顶安装光伏系统，面向要朝南，屋面上要架上支架然后将光伏组件平扑固定在支架上，一般1KW的系统占用屋顶面积为7-15平方米，如果用户要安装5KW左右的光伏系统，那他所需要的屋顶面积大致在35-75平方米。