光伏電站想要高發電量？三步解決分散式光伏系統設計難題

分散式光伏發電的裝機容量較小， 一般是單點接入容量小於 6MW， 一次性投資的成本較低， 建設週期短， 投資風險小， 靠近用戶側安裝能夠實現就近供電， 投資回報率較高。 政策的利好推動了分散式光伏市場的迅速發展， 越來越多的人投身到分散式光伏的大軍中， 但很多從業者在實際工作中遇到各種各樣的難題。

遇到難題時， 少不了專家工程師的指點。 由索比光伏網主辦， 光伏家承辦的第五屆家用光伏系統推廣會的組委會邀請到了隆基泰和雲能源科技有限公司系統工程師石斌， 與光伏從業者探討交流分散式光伏發電系統的電氣設計和安裝方式以及如何安裝才能取得最大發電量等專業性問題。

三種屋頂類型安裝方式的區別

分散式並網光伏系統由光伏元件陣列、並網逆變器、光伏電錶、用戶雙向電錶、國家電網五部分構成， 居民在屋頂安裝光伏電站一般是3KW或5KW。

河北省境內的主要屋頂主要為水泥屋頂、瓦屋頂和彩鋼房屋頂三種類型。 第一種， 河北省中南部地區平屋頂較多， 一般為水泥現澆屋頂及預製板屋頂。 具體的安裝方式有支架固定於水泥基礎、封閉四周型、支架固定於屋面三種情況;第二種， 河北省南部、北部地方像唐山、衡水、張家口的瓦屋頂較多， 一般為水泥屋面+瓦、檁條結構+瓦、檁條結構+瓦+屋簷結構。 第一種安裝方法使用預埋件固定， 第二種為使用前後拉梁固定;第三種， 河北省多地都有安裝， 一般為一層彩鋼板+龍骨結構， 少數為兩層彩鋼板+保溫層結構。 安裝方式採用平鋪式， 和最佳傾斜角安裝方式， 前後先上頂梁固定。

選好最佳傾角，

還愁發電量上不去?

從安裝方式可以看出， 國內的並網光伏電站的光伏元件大多採用固定式安裝。 對於固定式安裝的光伏系統， 選擇合適的方陣傾角對於提高發電量， 從而提高收益具有重要的意義。 那傾角到底怎麼選?目前,國內許多電站設計者和一些光伏類工具書上,對於最佳傾角的設計， 往往是用軟體或者公式， 根據傾斜面年輻射量最大值來確定最佳傾角。 有些資料提出， 光伏方陣的安裝傾角可以由以下的關係來確定：緯度0°—25°， 傾角等於緯度;緯度26°—40°， 傾角等於緯度加上5°—10°;緯度41°—55°， 傾角等於緯度加上10°—15°;緯度>25°， 傾角等於緯度加上15°—20°。

上面根據緯度來確定最佳傾角的方法是不太合理的。 實際上即使緯度相同的兩個地方，

其太陽輻照量及其組成也往往相差很大， 比如拉薩和重慶， 重慶在29.33°N， 拉薩是在29.39°N， 但是拉薩地區的太陽直射輻照量占總輻照量67.7%， 重慶地區的太陽直射輻照量占總輻照量只能達到33.8 %。 緯度基本相同的兩個地方， 而水平面上的太陽輻照量卻要相差一倍以上。

所以， 不能單獨依據光伏項目所處緯度計算光伏陣列的最佳傾角， 也要結合當地的輻照度， 做到光伏系統效率最大化。 比如， 拉薩的年最佳傾角為30°， 重慶的最佳傾角為13°。 拉薩1KW的發電量能達到2020度， 重慶只有800多， 差距就比較明顯了。

方陣的朝向理論上是朝南。 以石家莊某地一10KW的分散式系統為例， 使用Solargis軟體類比出， 年最佳傾角選取為33°， 前後排陣列南北跨度為6.3m。

由上表分析可得， 在15°-35°的傾角範圍內， 發電量和輻射值都是隨著傾角的增加呈現先增加後減小的趨勢。 但是這是在不考慮霧霾天氣的情況下， 河北地區霧霾天氣嚴重， 下圖為12月保定在晴朗天氣和霧霾天氣的發電量。 與晴朗天氣相比， 霧霾天氣條件下， 所調查案例的發電量降低54.9%-95.2% 。 所以對於追求發電量的用戶，傾斜面輻射量最大時的角度是最佳傾角，對於冬季發電量不高的地區，較小的角度是“最佳傾角”。

光伏系統最佳傾角的選擇，對於追求裝機容量的業主，最佳傾角是一個在發電量最大的基礎上略微調低的角度。陣列間距固定不變;最低傾角不易低於夏季最佳傾角。

橫向?豎向?光伏方陣如何佈線?

建設在屋頂的光伏電站，因為樹木或高樓會對光伏陣列造成一定的陰影遮擋。當元件中的一塊電池被陰影遮擋時，其短路電流會降低，當短路電流低於串聯電路中的工作電流時，會增加功率損耗，引起過熱，甚至造成元件焊接點熔化等問題。

所以對於追求發電量的用戶，傾斜面輻射量最大時的角度是最佳傾角，對於冬季發電量不高的地區，較小的角度是“最佳傾角”。

光伏系統最佳傾角的選擇，對於追求裝機容量的業主，最佳傾角是一個在發電量最大的基礎上略微調低的角度。陣列間距固定不變;最低傾角不易低於夏季最佳傾角。

橫向?豎向?光伏方陣如何佈線?

建設在屋頂的光伏電站，因為樹木或高樓會對光伏陣列造成一定的陰影遮擋。當元件中的一塊電池被陰影遮擋時，其短路電流會降低，當短路電流低於串聯電路中的工作電流時，會增加功率損耗，引起過熱，甚至造成元件焊接點熔化等問題。