光伏组件安装倾角、朝向对发电量的影响

随着光伏组件价格的快速下降，BIPV项目越来越受到关注。然而，开展BIPV项目时，光伏组件的朝向、倾角基本都不是最佳倾角。比如，苹果公司耗资50亿美金打造的总部办公大楼"Apple Park"。其圆环的顶部全部铺设光伏组件，装机容量为17MW。当加州的阳光透过360度通透环形体，射入大楼内部，被滤去大部分紫外线和热量后的阳光，再也没有刺眼和暴晒。

然而，这种情况下，光伏组件的朝向是360°的！这种安装方式，对发电量有什么影响？

基本所有的BIPV项目，首先满足的是建筑要求。因此，光伏组件无法按照最佳倾角安装。本文介绍不同安装朝向、倾角，对BIPV项目发电量的影响。

一、举个例子

实际上，在不同经纬度的地区，组件的朝向、倾角变化，对于发电量影响程度，相差非常大！

下图是在北纬35~40°之间，可以用来估算的。

                                             图1：某地不同方向发电量示意

从上图可以看出，在北纬35~40°之间的BIPV项目，相对于最佳倾角安装，如果：

组件安装在南立面，发电量损失可能会高达30%！

组件朝东、朝西安装，发电量损失可能会高达20%！

而组件安装在东、西里面，发电量损失甚至高达50%！

二、组件安装方位角对于发电量的影响

BIPV项目中，当组件安装的方位角不为0时，对发电量影响有多大？本文选择了4个地点，纬度分别为40.6°、37.6°、32°、21.2°，计算了在这4个地点，当光伏组件的安装方向不是朝向南，而与正南有一定夹角时，发电量的变化。

组件安装方位角从-90°~90°变化时（正东为90°，正西为-90°），发电量的变化进如下图所示。

三、组件安装倾角对于发电量的影响

倾角变化对发电量的影响主要受纬度的影响，也受直射比的影响，但后者影响较小。因此，仅讨论不同纬度时，倾角变化对发电量的影响。

总的来说，纬度越高，倾角变化对发电量的影响越大。

本文选取4个地点，纬度分别为40.6°、37.6°、32°、21.2°，在这4个地点，当光伏组件与地面呈不同夹角时，发电量的变化。

下图中，横坐标为光伏组件与地面的夹角；纵坐标为相对于最佳倾角，发电量的损失。当光伏组件平铺，则倾角为0；当光伏组件垂直，则倾角为90°。

根据图1~4可以，在不同纬度下，平铺（0°）和垂直（90°，南立面）时，倾斜面上辐射量与最佳倾角时的差值如下表。

从图1~4和表1可以看出：

最佳倾角附近，降低角度对发电量影响不大！

下图为上述4个地点，在发电量最大的安装倾角附近，发电量与最大值时的差值。

从上图可以看出:

随着光伏度电成本的降低，土地成本的升高，降低光伏组件的安装倾角，可有效减少占地面积、节约土地成本；但对发电收益损失很少。

因此，相对于早期光伏电站追求最佳倾角的设计，平价上网时代的光伏电站越来越多的使用“最经济倾角”的设计方案。

“最经济倾角”是多少？

文章来源：智汇光伏 作者：王淑娟

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