光伏发电安装角度计算

光伏发电系统交流输出功率计算方法研究根据光伏发电系统的构成以及光伏组件的光电转换特性,光伏发电系统逆变器后交流输出功率取决于太阳总辐射强度及逆变器效率,同时又受到多种因素影响,故nel=eqaηηtηiηnηl×10-3(1)η=paz×103esa×100%(2)式中　nel———光伏发电系统逆变器后交流输出功率,kweq———太阳辐射强度,w/m2a———组件安装面积,m2η———组件转换效率,太阳能光伏组件将太阳能转换成电能的能力ηt———组件转换效率温度修正系数ηi———组件安装方位角、倾角修正系数ηn———逆变器效率系数ηl———线路损失修正系数es———标准状态下的日照强度[3],es=1000w/m2paz———光伏系统的安装容量,光伏系统中太阳能组件标准输出功率的总和,kwp。将式(2)代入式(1),可以得到nel=ηqηtηiηnηlpas=ηzpaz(3)式中　ηz———光伏发电系统逆变器后交流输出功率综合修正系数,ηz=ηqηtηiηnηlηq

最佳角度：

坐北朝南，正向南偏西5~10度，保证无阳光遮挡。

由于太阳能支架调节的角度与使用地区的纬度有关，要尽量保持太阳能电板与太阳直射最大角度，接受尽可能多的太阳热量。

需要根据所在地区的纬度来进行计算和调节，遵循着使用地区纬度越高，太阳能支架需要调节的与地面角度应越大的原则，把太阳能支架角度和所在地纬度进行联系计算，得出的结果就是最合适的安装角度，安装最佳角度=安装地区纬度+5度。

拓展知识：

太阳能光伏支架，是太阳能光伏发电系统中为了摆放、安装、固定太阳能面板设计的特殊的支架。一般材质有铝合金、碳钢及不锈钢。

太阳能支撑系统相关产品材质为碳钢和不锈钢，碳钢表面做热镀锌处理，户外使用30年不生锈。太阳能光伏支架系统的特点是无焊接、无钻孔、100%可调、100%可重复利用。

世界性能源危机，促进了新能源产业的迅猛发展，而太阳能是各种可生能源中最重要的基本能源；因此做为将太阳辐射能转换成电能的太阳能发电技术，即光伏产业更是发展飞速；旧的概念中，光伏产业主要包括太阳能组件生产链，控件器和逆变器等电气控制组件生产链。

安装地点：建筑物屋面或幕墙和地面

安装朝向：宜为南向 （追踪系统例外）

安装角度：等于或接近安装当地纬度

荷载要求：风荷载，雪荷载，地震要求

排列方式及间距：结合当地日照情况

质量要求：10年不锈蚀，20年钢性不降低，25年仍具有一定的结构稳定性。

参考资料：

太阳能光伏支架系统_百度百科

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。

这样可以吸收积累最多的能量。

这个计算的起点是天顶角，这个数值是经纬度的变量。以此为起点计算最科学，但是计算公式及其复杂。

方法是：

1. 获得太阳辐射在时间的地面水平面辐射能量。（靠气象局积长期累数据进行平均）

2.以安装倾角和方向角为变量，计算每一时点太阳辐射对安装面的入射能量。

3.积分一天内太阳辐射对安装面的入射能量。

4.以安装倾角和方向角为变量对积分结果求极值。

还是使用经验数据吧：

一般经验安装倾角取当地纬度加减0~5度就可以。北半球向正南，南半球向正北。

一般支架厂都会根据你的要求帮你出具体的支架方案的。

最佳角度：太阳高度角=90°-该地与太阳直射点纬度差

朝向和倾斜角分开两部分讨论：

朝向：

想要全天累计接受的光照最多，数学积分的原理表明，朝向正南是最佳的。当然，如果你是下午或者晚上用的比较多，那就将其偏西几度没问题。

倾斜角：

而面板的倾斜角是让太阳能接受累计尽量多的能量，倾斜角的取值和你所处在的纬度有关。接下来我细细道来。由于地球的自转轴和公转轨道不是垂直的。在我们看来，不同季节，太阳的角度是不同的，有±23.4度的变化。太阳角度的中间值是在春分和秋分的时候出现，那天正午时，太阳角度刚好等于(90度-你的纬度)。太阳角度的最大和最小值，分别在夏至和冬至的时候出现。这样，夏天的最佳倾斜角比纬度要小15度左右；冬天的最佳倾角比纬度要大15度左右。通过数学计算积分起来，全年最佳倾斜角应该比你所在的纬度大一点，才能达到全年接收的最大值。

当然，实际应用中，冬季所需的热能比夏季要多，可以考虑将倾斜角设置为比你所处的纬度大10度即可。例如，我在武汉，武汉处于北纬30度，我可以将倾斜角定为40度。

一切从实用出发。

根据太阳高度角，可以算出面板与太阳光线的水平夹角，再由方位角，从-pi/2到pi/2这个值得到与赤道面垂直的夹角，由此可以算出面板的两个方向上的转动角度。

那么，如何根据时间及经纬度来计算太阳的高度角和方位角？

我这里有一个库用STM32F10x实现了计算，如果需要改成其它芯片的，可以追问。

typedef struct tagANGLE{

 unsigned short wNegative:1//是否为负

 unsigned short wDegree:15//度数

 unsigned short wMinute//角分

 unsigned short wSecond//角秒

 unsigned short wMillisecond//毫角秒

}ANGLE,*PANGLE,LPANGLE//角度

typedef struct tagDATETIME{

 signed short sYear//年（公历）

 unsigned short wMonth//月（公历）

 unsigned short wDay//日（公历）

 unsigned short wDayOfWeek//星期

 unsigned short wHour//时

 unsigned short wMinute//分

 unsigned short wSecond//秒

 unsigned short wMillisecond//毫秒

}DATETIME,*PDATETIME,LPDATETIME//公历日期时间

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

//*************************************************************************

// 函数名称： InitLibAE

// 完整名称： InitLibAE

// 功能描述： 初始化lib（使用前需要初始化一次）

// 形式参数： void

// 访问方式： public

// 返回类型： int （0：失败，1：成功）

// 函数状态：

//*************************************************************************

int InitLibAE(void)

//*************************************************************************

// 函数名称： FreeLibAE

// 完整名称： FreeLibAE

// 功能描述： 释放lib（在初始化完以后，如果不再使用，请调用此函数）

// 形式参数： void

// 访问方式： public

// 返回类型： void

// 函数状态：

//*************************************************************************

void FreeLibAE(void)

//*************************************************************************

// 函数名称： GetAE

// 完整名称： GetAE

// 功能描述： 获取太阳方位角和高度角

// 形式参数： DATETIME DateTime 时间（北京时间）

// 形式参数： double dLon 地理经度（东经正，西经负，单位：度）

// 形式参数： double dLat 地理纬度（北纬正，南纬负，单位：度）

// 形式参数： double dAlt 地理高度（即海拔高度，单位：米）

// 形式参数： PANGLE pAzi 太阳方位角结果

// 形式参数： PANGLE pEle 太阳高度角结果

// 访问方式： public

// 返回类型： int （0：失败，1：成功）

// 函数状态：

//*************************************************************************

int GetAE(DATETIME DateTime,double dLon,double dLat,double dAlt,PANGLE pAzi,PANGLE pEle)

#ifdef __cplusplus

}

#endif

2、太阳能板在安装时，要考虑的首先是方位的选择，方位选错了，角度再合适都是白搭，方位错了就根本接收不到太阳的光照，现在常见的太阳能装置像太阳能路灯，仔细观察发现一般都是选择正南的方位，这是进过科学的考证的，当太阳能板的方位在正南方向时发电的效率很高，选择方位时也要注意周围建筑树木的影响，要避开影子这个影响因素，不然会对太阳能板的效率造成影响。

3、在安装时控制在正南方向左右，不要偏离太多就行，效率较好的情况是在西南方向20度之内，这样不管是在冬天还是在夏天都能有很好的光照供给发电，如果不能正南或者一些太阳能板放不下了，也可以放在东，西两个方向，也能有半天的时间是在发电，不要在北边，北边太阳一天都照不到。

4、在选好方位之后，下来要做的就是选好倾斜的角度，不同的角度一年受到的光照时间长短也不一样，平放的话太阳不是直射，效果一天差别不是很大，但是长时间的累积下来，就能达到很多的差距。对于倾斜的角度来说，大多数的太阳能板角度都是45度左右，这个根据的情况是由当地的纬度决定的，因为不同的纬度太阳光的角度也不一样，南方的话就建议在30度左右，不过要求细致一点的话，可以用电脑根据当地的纬度，准确的计算出一个数值，这样的发电效率才能达到理想的目标。

如果是固定角度安装，简单点那就以当地的纬度对着太阳安装就行了

如果你是随季节调整的话，那计算就有点麻烦。不是简单能说清楚的

不过网上有计算的文章，可以参考。