光伏电站想要高发电量？三步解决分布式光伏系统设计难题

来源：索比光伏网发布时间：2017-03-14 09:46:16

分布式光伏发电的装机容量较小，一般是单点接入容量小于 6MW，一次性投资的成本较低，建设周期短，投资风险小，靠近用户侧安装能够实现就近供电，投资回报率较高。政策的利好推动了分布式光伏市场的迅速发展，越来越多的人投身到分布式光伏的大军中，但很多从业者在实际工作中遇到各种各样的难题。

遇到难题时，少不了专家工程师的指点。由索比光伏网主办，光伏家承办的第五届家用光伏系统推广会的组委会邀请到了隆基泰和云能源科技有限公司系统工程师石斌，与光伏从业者探讨交流分布式光伏发电系统的电气设计和安装方式以及如何安装才能取得最大发电量等专业性问题。

三种屋顶类型安装方式的区别

分布式并网光伏系统由光伏组件阵列、并网逆变器、光伏电表、用户双向电表、国家电网五部分构成，居民在屋顶安装光伏电站一般是3KW或5KW。河北省境内的主要屋顶主要为水泥屋顶、瓦屋顶和彩钢房屋顶三种类型。第一种，河北省中南部地区平屋顶较多，一般为水泥现浇屋顶及预制板屋顶。具体的安装方式有支架固定于水泥基础、封闭四周型、支架固定于屋面三种情况;第二种，河北省南部、北部地区像唐山、衡水、张家口的瓦屋顶较多，一般为水泥屋面+瓦、檩条结构+瓦、檩条结构+瓦+屋檐结构。第一种安装方法使用预埋件固定，第二种为使用前后拉梁固定;第三种，河北省多地都有安装，一般为一层彩钢板+龙骨结构，少数为两层彩钢板+保温层结构。安装方式采用平铺式，和最佳倾斜角安装方式，前后先上顶梁固定。

选好最佳倾角，还愁发电量上不去?

从安装方式可以看出，国内的并网光伏电站的光伏组件大多采用固定式安装。对于固定式安装的光伏系统，选择合适的方阵倾角对于提高发电量，从而提高收益具有重要的意义。那倾角到底怎么选?目前,国内许多电站设计者和一些光伏类工具书上,对于最佳倾角的设计，往往是用软件或者公式，根据倾斜面年辐射量最大值来确定最佳倾角。有些资料提出，光伏方阵的安装倾角可以由以下的关系来确定：纬度0°—25°，倾角等于纬度;纬度26°—40°，倾角等于纬度加上5°—10°;纬度41°—55°，倾角等于纬度加上10°—15°;纬度>25°，倾角等于纬度加上15°—20°。

上面根据纬度来确定最佳倾角的方法是不太合理的。实际上即使纬度相同的两个地方，其太阳辐照量及其组成也往往相差很大，比如拉萨和重庆，重庆在29.33°N，拉萨是在29.39°N，但是拉萨地区的太阳直射辐照量占总辐照量67.7%，重庆地区的太阳直射辐照量占总辐照量只能达到33.8 %。纬度基本相同的两个地方，而水平面上的太阳辐照量却要相差一倍以上。

所以，不能单独依据光伏项目所处纬度计算光伏阵列的最佳倾角，也要结合当地的辐照度，做到光伏系统效率最大化。比如，拉萨的年最佳倾角为30°，重庆的最佳倾角为13°。拉萨1KW的发电量能达到2020度，重庆只有800多，差距就比较明显了。

方阵的朝向理论上是朝南。以石家庄某地一10KW的分布式系统为例，使用Solargis软件模拟出，年最佳倾角选取为33°，前后排阵列南北跨度为6.3m。

由上表分析可得，在15°-35°的倾角范围内，发电量和辐射值都是随着倾角的增加呈现先增加后减小的趋势。但是这是在不考虑雾霾天气的情况下，河北地区雾霾天气严重，下图为12月保定在晴朗天气和雾霾天气的发电量。与晴朗天气相比，雾霾天气条件下，所调查案例的发电量降低54.9%-95.2% 。所以对于追求发电量的用户，倾斜面辐射量最大时的角度是最佳倾角，对于冬季发电量不高的地区，较小的角度是“最佳倾角”。