光伏發(fā)電量or裝機(jī)量 兩者最佳傾角不同
一、前言
“什么是最佳傾角?”
在我剛從事光伏電站設(shè)計(jì)時,我會毫不猶豫的回答,當(dāng)然是全年發(fā)電量最多的傾角時最佳傾角!然而,隨著接觸項(xiàng)目的增加,特別是接觸的分布式項(xiàng)目增加后,我卻不敢輕易說“最佳傾角”的概念了。
地面電站的邊界條件、要求基本相同,標(biāo)準(zhǔn)簡單、統(tǒng)一;而分布式項(xiàng)目的屋頂卻各不相同,業(yè)主的個性化需求明顯,設(shè)計(jì)師也要為其量身定做“最佳傾角”。
二、對發(fā)電量特別關(guān)注的業(yè)主
發(fā)電量直接決定了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益,往往是業(yè)主關(guān)注的第一要素。對于大部分項(xiàng)目而言,發(fā)電量最大的傾角就是“最佳傾角”。
對于追求發(fā)電量最大的這類項(xiàng)目,我們要用專業(yè)軟件對不同角度的發(fā)電量進(jìn)行測算。本文選擇了不同緯度的4個點(diǎn),說明傾角對發(fā)電量的影響,如下圖。
圖1:傾角為0~90°時,不同緯度傾斜面上的輻射量與最大值時的差值
從圖1和表1可以看出:
1)緯度越低的地方,平鋪時發(fā)電量損失越少;緯度越高的地方,垂直時發(fā)電量損失越少。
2)不同角度時傾斜面上的輻射量與最大值時的差值,呈拋物線形狀。即,差值非均勻分布,而是在最大值附近,差值很小;離最大值越遠(yuǎn),差值會快速增大。因此,在最大值附近,輻射量差值非常小。
下圖為在最大值附近,不同傾角的輻射量差值。
圖2不同地點(diǎn),最大值附近,傾斜面上的輻射量與最大值時的差值
從上圖可以看出,在最大值附近±5°,輻射量的差值在3‰以內(nèi)。因此,帶來的發(fā)電量差異小。
三、對裝機(jī)量特別關(guān)注的業(yè)主
對于屋頂面積有限、使用成本高、項(xiàng)目電價高的項(xiàng)目,業(yè)主希望盡量增加裝機(jī)容量。
增加裝機(jī)容量→減少陣列間距→減少陣列傾角→減少發(fā)電量
此時,就要做一個詳細(xì)的測算,是增加裝機(jī)容量、減少發(fā)電量劃算,還是盡量多發(fā)電劃算。
以一個常規(guī)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行說明。假設(shè)混凝土屋頂、采用265W組件(尺寸為1.65×0.992m)豎向布置,則寬度為3.3m。
采用不同緯度的3個點(diǎn)進(jìn)行測算,隨著陣列傾角的變化,傾斜面上的輻射量、裝機(jī)容量變化如下表。
從表2~4可以看出,在緯度較高地區(qū),發(fā)電量最大的傾角附近,略微降低傾角,發(fā)電量會有小幅降低,但裝機(jī)容量會較大增加;在緯度很低的地方,降低傾角,發(fā)電量降低,裝機(jī)容量也會略微降低。
在緯度較高(表2中的點(diǎn))和緯度較低(表3中的點(diǎn))的地方選擇兩個點(diǎn),進(jìn)行發(fā)電量和裝機(jī)量的比較,如下表所示。
從上表可以看出,當(dāng)安裝角度由最佳傾角降低3度,兩個地方的發(fā)電量均降低千分之一以內(nèi),但裝機(jī)量卻增加3%和5.5%,增加明顯。
在實(shí)際分布式項(xiàng)目中,如果業(yè)主希望增加裝機(jī)容量,或者房屋租金較貴,可以考慮適當(dāng)降低陣列傾角。由于每個項(xiàng)目的電價、房屋租金各異,具體提高發(fā)電量劃算還是增加裝機(jī)容量劃算,在實(shí)際項(xiàng)目中要詳細(xì)計(jì)算。
因此,對于追求裝機(jī)容量的業(yè)主,“最佳傾角”可能是一個在發(fā)電量最大的基礎(chǔ)上略微調(diào)低的角度。
四、對功率輸出特性特別關(guān)注的業(yè)主
在某些自發(fā)自用項(xiàng)目中,
有的業(yè)主夏季用電量大,夏季發(fā)電量高可以提高自發(fā)自用比例;
有的業(yè)主冬季用電量大,冬季發(fā)電量高可以提高自發(fā)自用比例;
而有的業(yè)主則追求各月的發(fā)電量的均勻、穩(wěn)定。
通過調(diào)整方陣傾角,可以在一定程度上滿足業(yè)主的個性化需求。
在緯度較高的地區(qū),當(dāng)傾角不同時,傾斜面上輻射量在各個月份的月總輻射量變化如下圖。
圖3緯度為40.6°時,不同傾角時,傾斜面上的月總輻射量
從上圖可以看出,當(dāng)傾角大時,冬季發(fā)電量較大;當(dāng)傾角小時,夏季發(fā)電量較大;傾角對傾斜面上月總輻射量的變化影響十分明顯。
而在低緯度地區(qū),傾角的變化對傾斜面上月總輻射量的變化影響則不顯著,如下圖。
圖4緯度為21.2時,不同傾角時,傾斜面上的月總輻射量
從表5、6可以看出:
采用發(fā)電量最大時的傾角,各月總輻射量的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差最小,即不同月份的總輻射量相差最小,各月的發(fā)電量輸出穩(wěn)定性較好。
因此,對于夏季用電量大的用戶,較小的角度是“最佳傾角”;對于冬季用電量大的用戶,較大的角度是“最佳傾角”;對于追求全年各月輸出穩(wěn)定的用戶,則發(fā)電量最大的角度才是“最佳傾角”。
在緯度較高的地方(40.6°)固定可調(diào)支架能明顯提高發(fā)電量,使用能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益;
在低緯度的地方(21.2°),使用固定可調(diào)支架對發(fā)電量提高不明顯,使用的意義不大。
五、小結(jié)
對于追求發(fā)電量的用戶,傾斜面上輻射量最大的角度是“最佳傾角”;
對于追求裝機(jī)量的用戶,傾斜面上輻射量最大時略微調(diào)低的角度是“最佳傾角”;
對于夏季用電量大的用戶,較小的角度是“最佳傾角”;
對于冬季用電量大的用戶,較大的角度是“最佳傾角”;
對于追求全年各月輸出穩(wěn)定的用戶,則發(fā)電量最大的角度才是“最佳傾角”。
責(zé)任編輯:蔣桂云
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