光伏产业应用创新方向何在？

2.2、实例二

光伏-逆变器容量比与寿命期度电成本LCOE的关系见表1。由表1可知，最佳光伏-逆变器容量比为1.25。

3、太阳跟踪器

3.1、太阳跟踪器对提高发电量的贡献

采用太阳跟踪器的目的是减少余弦损失（即斜射损失），尽可能使光伏方阵正对太阳，即使方阵面的法线与阳光射线平行。太阳跟踪器可大幅提高光伏系统的发电量，下面是美国凤凰城气象站对于不同跟踪平面辐射量与水平面辐射量的30年（1961～1990年）平均对比数据。

气象台站：美国PhenixWBAN；编号：23183气象站；

纬度：33.43°N；经度：112.02°W；海拔：339m，气压：974mbar；

采用不同类型太阳跟踪器接收面辐射量与水平面和倾纬度角固定方阵面辐射量增益的比较结果见表3。

由表3可知，采用太阳跟踪器可比常规固定倾角方阵的发电量提高23.1%～36.9%，平均提高31%。当然，增益的多少与当地直射光的比例有关，直射分量越大，则跟踪器的效果越显著。

3.2、不同坐标系的太阳跟踪器

设计太阳跟踪器时首先要确定反映日-地关系的坐标系，坐标系不同则跟踪的参数完全不同，而机械设计和运行方式也完全不同。

反映日-地关系的坐标系分为地平坐标系和赤道坐标系，下面分别介绍。

3.2.1、地平坐标系

地平坐标系是以地平面为参照系，太阳位置由太阳高度角和太阳方位角确定。太阳高度角是太阳射线与地平面的夹角，在0°～90°之间变化；太阳方位角是太阳射线在地面上的投影与正南方向的夹角。光伏方阵同时调整倾角和方位角，就可跟踪太阳高度角和太阳方位角，使方阵的法线对准太阳。各相关参数（方阵法线、方阵倾角、方阵方位角等）与太阳高度角和方位角在天球上的定位关系如图3所示。

根据图3所示的定位三角形，可很方便地推导出地平坐标太阳入射角（太阳射线与方阵法线得夹角）的公式：

式中，α为太阳高度角；Z′为方阵任意时刻的倾角；γ为太阳电池方阵任一时刻方位角；β为太阳方位角。其中，固定安装：Z′=Z，γ=0°；方位角跟踪：Z′=Z，γ=β；双轴跟踪：Z′=90°-α，γ=β。根据式（2）即可计算地平坐标固定或跟踪系统任意时段（日期、时间）的太阳辐射量，这为开发地平坐标不同运行方式下计算日、月、年辐射量仿真软件奠定了基础。