固定式多角度光伏发电论文

1系统描述

本文的研究对象为设置有6个不同安装倾角的光伏发电系统，通过对这6个系统的运行情况进行实时监测和发电量的对比分析，得出顺德地区光伏方阵的最佳安装倾角，为以后本地区光伏电站的设计、施工和应用提供理论数据支撑。每个子系统的电路拓扑图如图2所示。本固定式多角度光伏发电系统由光伏阵列、智能数显直流电流表、充放电控制器（型号为伏科CIS10）、蓄电池（型号为YUASAUXF150-12）、LED负载（型号为PhilipsMR162700k）等组成。安装完成的系统整体如图3所示。置于室外的光伏阵列由6块峰值功率为55W的多晶硅光伏组件组成，光伏组件的安装倾角依次为10°、15°、20°、20°、25°、30°，其中，设计了两个相同角度安装的组件，是为了后续开展组件表面清洁度，如灰尘、鸟粪等对组件输出性能影响的研究。

正式安装系统前，使用恒流源对智能数显直流电能表进行了标定实验。实验方法为，将6个电能表串联接入电路中，电压段并联接到一只YUASAUXF150-12蓄电池。实验数据显示，在电流为500mA以上时其6个电表电流的相对偏差在±0.2%以内，且电流越大，其相对偏差越小。该相对偏差在误差要求范围内，可以忽略。电能表符合要求。此外，系统主体接线等全部完成后，对系统进行了偏差测试。测试方法为，将6块组件水平放置，测试6个子系统同时运行5天的系统误差，测试数据得出六个子系统的相对偏差为±0.25%以内，该偏差可以忽略，即可认为6个子系统完全一致。

2数据分析

该系统于2012年9月25日安装调试完成，并开始记录数据。本文统计了2012年10月~2014年3月共一年半的数据，如表1所示。在系统运行至今的发电数据中可以发现，25°倾角安装的组件发电量最大，总发电量为81.73kWh。将表1中的发电数据按照季度进行单独统计，得到表2。从图4中可以看出，在2012年和2013年的第四季度、2013年和2014年的第一季度时间段内，发电量最大的均为25°，这说明广东顺德地区第一季度与第四季度安装光伏发电系统的最佳倾角为25°左右。想要得到并网光伏发电系统年最佳倾角，就需要对至少一年的发电数据进行统计分析，目前，该系统已经正常运行一年半。本文取2013年全年的发电数据进行了统计分析，结果见表3。由表3中数据可知，倾角为25°的光伏组件发电量最大。5个安装角度的光伏组件发电量差值依次为1.24kWh、0.49kWh、0.28kWh、-1.41kWh。将发电量归一化为1Wp组件发电量后，可以得出25°安装倾角的组件比20°的组件1Wp多发了0.005kWh的电量，比30°的组件多发了0.026kWh的电量。从发电量差值来看，25°倾角的组件比20°倾角的组件多发了0.49%的电量，比30°倾角安装的组件多发了2.52%的电量，25°倾角的组件发电性能具有比较明显的优势，因此，在顺德地区安装光伏发电系统的最佳倾角在25°左右。

3结论

由引言中可知，使用光伏设计软件计算得出的顺德地区的最佳倾角在20°左右。这与实验结果有差别，产生这个差别的原因主要是设计软件中采用的气象数据与当地实际气象数据有差别。因此，在做光伏系统设计时，既要使用光伏设计软件进行模拟计算，也要结合当地实际气象条件进行最终设计。同时，为了提高光伏系统设计软件设计的精确度，需要及时更新光伏系统设计软件中的气象数据库，并且需要优化软件中计算最佳倾角的算法，使其设计出的最佳倾角更接近项目所在地真实最佳倾角。这样，软件设计的结论对光伏系统设计才更具有参考价值。

作者：赵杰陈荣荣 朱占利陈思铭单位：顺德中山大学太阳能研究院 中山大学太阳能系统研究所内蒙古神舟光伏电力有限公司