光伏阵列安装角度与安装节距的优化选择

光伏发电系统安装地点确定之后,其发电量主要受到光伏组件安装倾角和节距的影响。文章首先建立了光伏电池发电模型和斜面上的辐照度模型,以西安某公司的光伏发电系统为例,计算了不同倾角和节距下光伏阵列的年发电量。结果表明:在没有阴影遮挡的情况下,光伏组件在西安地区的最佳安装倾角为32°;在有阴影遮挡的情况下,节距越小,最佳倾角越小。光伏阵列的节距减小时,组件的发电量减少,利用效率降低。但是,由于组件安装量增多,单个组件占地面积减少,总安装容量增大,发电量增大。此计算方法可为光伏组件安装倾角和节距的选择提供参考。     

倾角与方位角对张北地区光伏发电特性的影响

为使光伏组件获取更多的太阳辐照,需设置合适的倾角和方位角。通过2018年8月份在张北地区记录的辐照数据,计算得到张北地区光伏组件的最佳倾角。设置倾角为0°、30°、60°、90°、120°和150°的光伏组件,记录光伏组件的电压电流数据,分析不同天气下倾角和方位角对发电特性的影响。研究发现,光伏组件在该月的月最佳倾角为18.5°,晴天的日最佳倾角为27.1°,多云、阴天、雨天分别为18.0°、3.7°、0.2°。倾角对于发电特性的影响主要在于光伏组件接收的直射辐照大小,晴天和多云时30°倾角光伏组件的发电量最高,雨天和阴天水平光伏组件的发电量则最高。方位角对于发电特性的影响来源于直射辐照在一天中照射方向的变化,晴天和多云时方位角影响较大,阴天和雨天时影响很小。     

山地光伏电站的近场阴影模拟研究

结合复杂山地地形条件下光伏组件的布置方案，基于PVsyst软件和Helios 3D软件建立了山地光伏电站三维近场阴影仿真模型，以模拟计算近场阴影遮挡损失修正系数；另外根据项目建设区域内实际的光伏组件倾角和光伏方阵方位角，结合光伏电站朝向替代计算，得到近场阴影遮挡损失修正系数；最后对3种计算方案得到的近场阴影遮挡损失修正系数与该项目实际值进行对比。研究结果表明：由于山地光伏电站项目建设区域地形中的坡度、坡向变化对光伏组件倾角、光伏方阵方位角存在影响，导致山地场景下的近场阴影遮挡损失修正系数比平地场景下的更大。提出的Helios 3D模拟计算方案和公式计算方案同样适用于其他山地光伏电站，可以对特定地形条件下光伏发电系统的阴影情况进行模拟，以评估光伏组件倾角、光伏方阵方位角对近场阴影遮挡损失修正系数的影响，可为精细化评估山地光伏电站中光伏组件布置方案对近场阴影遮挡损失修正系数的影响程度提供合理的分析、研究方案。     

失配条件下集中式并网光伏发电系统性能研究

为分析光伏系统在失配条件下的运行性能,首先对阴影遮挡下的集中式光伏阵列模型进行理论推导,其次采用PVsyst仿真软件仿真石林地区500 kW光伏系统在当地自然气候条件下倾角、方位角和阴影遮挡对全年发电性能的影响。最后对比分析石林光伏系统的仿真结果与实测结果,并提出优化方案。结合理论模型分析进行的仿真结果显示,无阴影遮挡时,在倾角等于纬度角、方位角等于0°时,光伏系统年发电量最大,为704 MWh,性能比高达80.1%。而在相同线性阴影遮挡下,随倾角变化,系统性能比降幅范围为1.0%~24.9%。实测结果表明,无阴影遮挡下,实际系统发电量与平均气象参数下的仿真系统相比下降20%,有阴影遮挡时下降17%;而相同气象数据下,实测结果与仿真结果误差仅为0.01~0.30。集中式并网光伏发电系统(GCPVS)性能在合理安装倾角、方位角下能有效降低系统失配损失,而多云、阴影遮挡等辐照度不均匀会增加集中式拓扑结构下光伏系统的失配损失,需通过优化系统配置或最大功率点跟踪技术来避免。     

阴影遮挡下光伏组件横竖向放置对发电量的影响

为了提高阴影遮挡时光伏组件的发电量,针对横、竖向放置时光伏组件相互遮挡产生的功率损失,建立了光伏组件在阴影遮挡情况下的数学模型,考虑了光伏组件并联旁路二极管的影响,仿真模拟了阴影遮挡下横、竖向放置时光伏组件的输出特性,进而以某地100kW光伏阵列为例,计算了光伏组件在不同摆放方式、不同倾角与间距下的辐射量、年发电量、阴影损失及年平均效率,为光伏电站的初步设计提供了一定的参考价值。     

采用双面光伏组件的光伏电站在系统集成设计中应考虑的因素分析

采用双面光伏组件是一种能够有效提升光伏电站发电量的手段。基于双面光伏组件的特点,通过列举行业内常用的双面光伏组件辐照度数学模型,对影响双面光伏组件发电量的地面反射率、前后排光伏阵列间距、光伏组件最佳安装倾角和光伏组件离地高度这几个主要因素进行了研究,并通过PVsyst软件对这几个主要因素进行了逐一仿真验证,从实际应用角度提出了采用双面光伏组件的光伏电站在系统集成设计中应考虑的几个因素。研究结果表明：1)双面光伏组件的最佳安装倾角比单面光伏组件的最佳安装倾角大,根据地区、地面反射率的不同,二者的差值大致在2°～10°之间;2)提高光伏组件离地高度可以增加双面光伏组件的发电量,而发电量增益大小会因光伏组件所在地纬度的不同有所不同,实际光伏电站的系统集成设计中,可选择最具经济性的光伏组件离地高度;3)在光伏组件最佳安装倾角过低的地区,光伏组件的自遮挡效应严重,需要根据实际情况选择是否采用双面光伏组件。     

太阳光入射角差异对不同气候区立面垂直安装光伏组件发电量的影响研究

对于安装在不同地区、以不同倾角安装的光伏组件来说，全年的太阳光入射角差异较大，而太阳光入射角的变化会极大影响光伏组件的发电量情况。基于入射角修正模型，分析了中国不同气候区因太阳光入射角差异而引起的立面垂直安装光伏组件的发电量和地面最佳倾角安装光伏组件的发电量变化及差异，并通过相对偏差对二者的发电量差异进行了量化。研究结果表明：立面垂直安装光伏组件的年发电量比地面最佳倾角安装光伏组件的年发电量低，且随着光伏组件安装地区纬度的降低，二者的发电量差值逐渐增大。低纬度地区立面垂直安装光伏组件的年发电量与地面最佳倾角安装光伏组件的年发电量的相对偏差较大。研究结果对指导光伏发电系统设计意义重大。     

灰层遮挡对n型双面光伏组件发电量的影响

在连云港地区搭建光伏阵列试验平台,研究对比清洁组件与灰层遮挡组件的长期发电量差异,研究灰层遮挡对n型双面组件和p型单玻组件发电性能等的影响。研究表明:灰层遮挡对n型双面组件发电量的影响程度低于p型单玻组件,表面清洁状态下,p型单玻组件和n型双面组件发电量平均增益分别为3.2%和1.7%;地面反射率越高,n型双面组件受灰层遮挡影响的程度越低;相同灰层遮挡条件下,n型双面组件工作温度低于p型单玻组件。     

n型高效光伏组件发电性能研究

该文基于海南某小型光伏电站测试项目,收集p型和n型2种光伏组件在2021年的发电量数据,对比分析这2种组件在不同月份下的单瓦日均发电量,验证n型光伏组件相较于p型组件发电效率方面的优越性。在光伏电站实际工作条件下测试辐照度和温度对2种组件发电性能的影响,结果表明：n型光伏组件弱光性能更好;在高温条件下有更多的发电量增益,证明n型光伏组件的热稳定性更好,与理论上n型光伏组件功率温度系数更小相符。通过研究2种组件在不同天气下的直流功率,发现n型光伏组件在辐照度突降的情况下也保持优越的发电性能。     

异质结光伏组件的发电效果研究

为研究异质结光伏组件的实际发电效果,收集某光伏发电站近两年的发电量数据,得到单块组件的月均发电量.通过对比分析,验证该异质结光伏组件相对于多晶光伏组件在发电效率方面的优越性,且与理论增益相符.通过计算冬夏两季的月均发电量和月均辐照度,证明相比多晶光伏组件,温度升高对该异质结光伏组件的功率影响更小,与理论上异质结光伏组件...     

北京地区多种光伏组件发电性能对比实验研究

该课题组设计建造了一座光伏试验电站,对单晶硅光伏组件、多晶硅光伏组件、非晶硅光伏组件、铜铟镓硒光伏组件和碲化镉光伏组件进行长期监测,对监测数据进行统计并分析了温度、弱光和湿度对不同光伏组件的影响,设计了阴影遮挡试验和灰尘清洗试验。研究表明,薄膜光伏组件的温度效应优于晶硅光伏组件,其输出功率损失低于晶硅光伏组件;对于晶硅光伏组件由于表面积尘和阴影遮挡而引起的输出功率损失要高于薄膜光伏组件;而弱光和湿度对光伏组件发电性能的影响没有明显差异。通过分析试验电站的监测数据,发现铜铟镓硒光伏组件单位装机容量的发电量最高,其发电量高出多晶硅光伏组件5.72%,而次于铜铟镓硒光伏组件发电能力的是单晶硅光伏组件和多晶硅光伏组件。     

双面光伏组件背面无遮挡时的发电量研究

针对以常规方式安装双面光伏组件时组件背面存在一定遮挡会影响其发电量这一情况,通过对双面光伏组件分别安装于固定式光伏支架、平单轴跟踪光伏支架时组件背面有、无遮挡,以及背景反射率不同时双面光伏组件的发电量情况进行分析,结果发现,在双面光伏组件背面无遮挡的前提下,当采用平单轴跟踪光伏支架且地面背景为白色时,双面光伏组件的发电...     

不同安装方式时双面光伏组件发电系统的理论建模分析

基于PVsyst仿真软件,以青海格尔木市为模拟地点,考虑了场景反射率、组件前后间距、安装方式与高度、逆变器匹配设计等因素,在固定倾角式、平单轴跟踪两种安装方式下,分析对比了双面光伏组件与常规光伏组件的辐射接收量、发电量、系统效率和度电成本,并研究了场景反射率对双面光伏组件发电量的影响和此类光伏发电系统逆变器的限光损失。仿真结果表明,在固定倾角安装或平单轴跟踪的安装方式下,采用双面光伏组件的发电系统比采用常规光伏组件的发电系统的发电量理论上平均可提升10%以上,且随着场景反射率的增加而增加;当场景反射率为60%时,度电成本可降低14%,具有较高的经济效益,在降本增效方面具有较大的技术价值。     

局部阴影条件下光伏组件性能实验研究

局部阴影遮挡严重影响光伏组件的输出特性,通过光伏组件的变比例遮挡以及特定比例下变化遮挡部位的方式对上述问题开展实验研究。研究表明:光伏组件受到阴影遮挡的比例越大,输出特性越差,10%为遮挡比例的转折点,超过之后特性曲线下降斜率陡增,当组件被遮挡20%以上时,最大输出功率Pm接近于零,特性曲线已不完整。分析10%遮挡面积下不同遮挡方式对输出特性和发电量的影响,光伏组件的Pm随单体电池被遮挡比例的增加而减小,给出不同遮挡方式下组件的功率损失。     

浅谈PVsyst软件在光伏发电项目阴影遮挡设计中的应用

在光伏发电项目设计过程中,由于光伏阵列布局不合理或周围环境影响,光伏组件经常会发生阴影遮挡问题,造成光伏发电项目发电量的损失。以天津市某光伏发电项目的设计为例,通过应用PVsyst软件,对项目所在地的光伏阵列之间的阴影遮挡及周边地形地貌的阴影遮挡进行模拟和计算分析,得出前后排光伏阵列间距及周边建构筑物阴影遮挡范围对光伏阵列的影响,验证了光伏阵列布局的合理性及准确性,以提高光伏发电项目的可行性及经济效益。研究结果可为光伏发电项目阴影遮挡设计提供参考,熟练采用相关光伏发电设计软件,能够更加准确测算项目的可行性,充分提高项目的经济效益。     

固定式光伏阵列安装方位角对发电量影响的研究

光伏阵列安装方位角是影响光伏发电系统发电量的一个重要因素。在其它影响因素不变的条件下,建立了光伏阵列安装方位角与发电量间的模型,并通过典型日分析和年总值分析两种研究方法,得出了光伏阵列安装方位角对发电量影响的结论。     

会泽县六合光伏电站的优化设计与分析

云南省会泽县是中国太阳能资源最丰富的地区之一，光伏电站将成为该县经济与社会发展的支柱产业。基于提高光伏发电效率、降低成本、确保运行安全的设计原则，对位于该县六合村的六合光伏电站的设备选型和光伏阵列设计进行优化。通过市场调查和分析，确定光伏组件、逆变器和光伏支架的类型；基于SloarGIS气象数据库，利用PVsyst软件分析光伏组件接收的年总太阳辐射量与光伏组件安装倾角的关系，确定最佳安装倾角；根据地形坡面、太阳光线和光伏组件之间的几何关系，推导任意坡面下的理论光伏阵列间距，并利用Helios-3D软件分析实际地形下光伏阵列之间的阴影遮挡规律，实现光伏阵列的无阴影遮挡布置；基于光伏组件的质量标准，预测光伏电站年发电量。分析结果显示：光伏电站建成后预计25年总发电量为6253901.2MWh；年平均发电量为250156.0 MWh。     

风光互补发电系统基于光伏阵列倾角的设计优化

分析了风力发电系统与光伏发电系统各自的发电特性,介绍了尚义风光互补发电系统的构成,并指出光伏阵列倾角与风光发电互补系统发电量的关系。通过比较尚义县风光互补发电系统的各自功率曲线及发电量曲线,来优化光伏阵列的倾角设计。     

优化组件理论最佳安装倾角对光伏电站发电量的影响

针对某个采用固定支架运行方式的光伏电站,通过相关软件模拟光伏组件在不同安装倾角时倾斜面接收到的太阳辐射量,得出理论最佳安装倾角;然后在支架行间距不变的情况下,根据组件安装倾角与发电量之间的关系,综合确定组件的实际最佳安装倾角,以期通过此方法指导光伏电站设计方案的优化,在不提高光伏发电系统成本的情况下,提高电站的发电量。     

深圳不同气象条件下各朝向太阳辐射分布特征

利用深圳地区搭建的多朝向太阳辐照与光伏发电效率测量系统2013—2017年120个朝向光伏组件实测数据,分析入射太阳辐射最佳朝向及其时间变化规律,不同气象条件下各朝向辐射的表现特征,以及方位角和倾角的差异对辐射影响的程度,得出:1)年均太阳辐射最大值的倾斜面为-15°/10°,即光伏发电最佳方位角南偏东15°,最佳倾角...