南立面光伏項(xiàng)目發(fā)電量比最佳傾角差多少?
隨著分布式光伏的應(yīng)用,組件不是最佳傾角、不朝南的情況越來越多。很多人問:
朝西裝的組件會(huì)比朝東裝低多少?
除了用屋頂,在南立面上安裝發(fā)電量會(huì)少多少?
先不說答案,先看一張圖。
圖1:某地不同方向發(fā)電量示意
以該圖為例,
假設(shè)某時(shí)間內(nèi)朝南最佳傾角時(shí)發(fā)電量為100kWh
則平鋪(高度角為0°)只能發(fā)90kWh,
朝東、朝西(方位角為±90°)能發(fā)80kWh(朝東安裝發(fā)電量并不會(huì)比朝西多)
朝東南、西南(方位角為±45°)能發(fā)95kWh
南立面(高度角為90°)能發(fā)70kWh
……
但必須強(qiáng)調(diào)的是:該圖的發(fā)電量差僅能代表某一特定安裝地點(diǎn)的情況,并不是適合所有安裝地點(diǎn)的!
小科普
傾角(高度角):光伏組件與水平地面之間的夾角;
方位角:光伏組件的朝向與正南方向的夾角。
那在別的地方是什么情況呢?
舉個(gè)與上圖結(jié)果差異最大的例子。
1傾角(高度角)變化對(duì)發(fā)電量的影響
圖2:廣州不同高度角發(fā)電量變化示意
從上圖可以看出:
最佳傾角(高度角=17°)時(shí)的發(fā)電量?jī)H比平鋪(高度角=0°)時(shí)高4%!
最佳傾角(高度角=17°)時(shí)的發(fā)電量比南立面(高度角=90°)時(shí)高45%!
這兩個(gè)數(shù)值,都比圖1中的數(shù)值(10%、30%)差異很大!
2方位角變化對(duì)發(fā)電量的影響
圖3:廣州不同方位角發(fā)電量變化示意
從上圖可以看出:
朝東、朝西(方位角為±90°)時(shí)的發(fā)電量?jī)H比朝南(方位角=0°)時(shí)高6.2%!
這個(gè)數(shù)值也比圖1中的數(shù)值(20%)差很多!
可見,
在不同地點(diǎn),高度角、方位角的變化,對(duì)發(fā)電量影響差異很大!
那到底是一個(gè)什么規(guī)律呢?
一、傾角(高度角)對(duì)發(fā)電量的影響
在不同地區(qū),傾角不同發(fā)電量肯定不同。除非受彩鋼瓦屋面角度的影響,否則光伏組件一般不會(huì)采用朝北安裝的方式。因此,僅討論傾角0~90°時(shí),傾角變化對(duì)發(fā)電量的影響。
傾角變化對(duì)發(fā)電量的影響主要受緯度的影響,也受直射比的影響,但后者影響較小。因此,僅討論不同緯度時(shí),傾角變化對(duì)發(fā)電量的影響。總的來說,緯度越高,傾角變化對(duì)發(fā)電量的影響越大。
圖1:緯度為40.6°時(shí),傾角0~90°變化時(shí)對(duì)發(fā)電量的影響
圖2:緯度為37.6°時(shí),傾角0~90°變化時(shí)對(duì)發(fā)電量的影響
圖3:緯度為32°時(shí),傾角0~90°變化時(shí)對(duì)發(fā)電量的影響
圖4:緯度為21.2°時(shí),傾角0~90°變化時(shí)對(duì)發(fā)電量的影響
根據(jù)圖1~4可以,在不同緯度下,平鋪(0°)和垂直(90°,南立面)時(shí),傾斜面上輻射量與最佳傾角時(shí)的差值如下表。
從圖1~4和表1可以看出:
1)緯度越低的地方,平鋪時(shí)發(fā)電量損失越少;緯度越高的地方,垂直時(shí)發(fā)電量損失越少。
2)不同角度時(shí)傾斜面上的輻射量與最大值時(shí)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(huì)快速增大。因此,在最大值附近,輻射量差值非常小。
2發(fā)電量最大傾角附近
下圖為在最大值附近,不同傾角的輻射量差值。下圖為上述4個(gè)地點(diǎn),最大值附近,傾斜面上的輻射量與最大值時(shí)的差值。
圖5:不同地點(diǎn),最大值附近,傾斜面上的輻射量與最大值時(shí)的差值
從上圖可以看出:
無論在哪個(gè)地面,在最大值附近±5°,輻射量的差值在3‰以內(nèi)。
3最佳傾角的選擇
然而,對(duì)于項(xiàng)目場(chǎng)址面積有限、使用成本高、項(xiàng)目電價(jià)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(shí),就要做一個(gè)詳細(xì)的測(cè)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(gè)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(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)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。
從上述三個(gè)案例可以看出,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(huì)有小幅降低,但裝機(jī)容量會(huì)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(huì)略微降低。
在實(shí)際分布式項(xiàng)目中,
如果業(yè)主希望發(fā)電量盡量大,則可以采用輻射量最大的傾角;
如果業(yè)主希望增加裝機(jī)容量,或者場(chǎng)址使用成本較貴,可以考慮適當(dāng)降低陣列傾角。
由于每個(gè)項(xiàng)目的電價(jià)、場(chǎng)址使用成本各異,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。
二、方位角變化對(duì)發(fā)電量的影響
當(dāng)方位角不為0時(shí),對(duì)發(fā)電量影響有多大?本文選擇了7個(gè)地點(diǎn),對(duì)方位角從-90°~90°變化時(shí)(正東為90°,正西為-90°)發(fā)電量的變化進(jìn)行分析,具體地點(diǎn)信息如下表所示。
以最佳傾角時(shí)的發(fā)電量為基準(zhǔn),當(dāng)方位角發(fā)生變化時(shí),不同地區(qū)的發(fā)電量減少的比例如下面的圖所示。
從上面的7張圖中可以看出,當(dāng)方位角從-90°~90°變化時(shí),發(fā)電量變化有如下特點(diǎn):
1)方位角朝東、朝西變化,對(duì)發(fā)電量的影響相同;
2)發(fā)電量降低曲線為拋物線情況,即方位角由0逐漸變大時(shí),發(fā)電量損失速度加快;
3)在不同地區(qū),發(fā)電量的變化差異很大。最大的影響在20%以上,最少的僅為4%。
4)方位角變化時(shí),發(fā)電量損失與經(jīng)度基本無關(guān),與緯度相關(guān)性較大。緯度越高,損失越大;緯度越低,損失越少。
責(zé)任編輯:蔣桂云