屋顶光伏电站方阵倾角怎么取？

　　混凝土屋顶光伏电站方阵的倾角该怎么取，是根据不同地区的太阳能辐射情况选取最佳倾角，还是将倾角调低，同一屋顶不同倾角下，光伏可开发容量、运营期总发电量、投资收益会发生怎样的变化，下面以北京市某企业屋顶项目为例进行分析。

 

一、资源情况

 

 

　　以距离项目站址6km的北京南郊气象站为参证气象站，太阳能总辐射量4943.3MJ/m2。

 

图1：北京市1983~2012年太阳能总辐射量月际变化柱状图

 

二、电站概况

 

　　项目所在屋顶为混凝土平屋顶，总面积约1.73万平方米，实际可布置光伏板的面积约6200平方米。周围均为工业厂房，无高大建筑遮挡，建设环境良好。

 

　　项目选用260Wp 光伏组件，20个组件串联成一个支路，组件单排竖向放置。

 

图2：屋顶平面图

 

三、倾斜面上的总辐射量

 

　　利用各月总辐射量值计算出倾角为0?~40?时倾斜面上的太阳总辐射年总量，如下图所示。当倾角为31°时，倾斜面上的总辐射量最大。即最佳倾角为31°。

 

图3：不同倾角下倾斜面上的总辐射量

 

四、装机容量、满发小时数比较

 

 

　　屋顶可安装光伏组件的面积是有限的，倾角越大则方阵前后间距越大，可安装容量越小，下面从0°~31°每间隔5°进行安装容量和满发小时数进行测算。

 

表1：不同倾角下安装容量和满发小时数对比表

 

　　由上表可知，光伏方阵倾角的增加，阵列间距随之增大，可装机容量随之减小，但并不成一定的比例，这是由于项目所在屋顶实际可利用面积并不规则，存在一些需要避让的构筑物造成的。

 

五、投资收益比较

 

1比较前提

　　投资水平在9元/W；资本金20%，80%银行贷款；长期银行贷款利率为5.9%，短期为5.35%；上网电价按照1~20年为1.1431元/kWh，21~25年0.7651元/kWh计算。

 

２分析结果

表2：不同倾角下项目收益对比表

 

　　通过对比发现，最佳倾角的情况下投资回收期最短、内部收益率最高，随着倾角的降低，投资回收期逐渐增加，内部收益率也逐渐降低。而财务净现值在31°~10°倾角时逐渐升高，到10°倾角时达到峰值，5°倾角时又有所回落。

 

　　综上，屋顶光伏电站方阵倾角怎么取，要视电站建设的目的而定，如果是以满足自身用电并追求投资回报快，可选择最佳倾角式安装。如果希望在有限的屋顶面积内尽可能多发电，项目收益的绝对值高，则可适当调低倾角，但并不是越低越好。

 

　　本文只对一种设计方案——组件单排竖向布置，进行了对比分析，实际设计时，还应进行多种方案比较，不能因屋顶光伏电站规模小而忽视了光伏方阵的优化设计。