前 言

前段時間有客戶問小固：

一個房屋是水泥屋面的，坐東朝西或者坐西朝東，組件是朝南排布好，還是按房屋朝向排布好？

按照房屋朝向排布肯定更美觀，但是在發(fā)電量上跟朝南排布有一定差異，具體發(fā)電量差多少，小固帶著敬業(yè)的精神、通過專業(yè)的分析來解答這個問題。

發(fā)電量差多少？

01項(xiàng)目概況

選取山東濟(jì)南市作為參考，該地區(qū)屬于三類地區(qū)，全年輻射量為1338.5kWh/m2

以某戶用水泥屋面為例，屋頂坐西朝東，總共可安裝450Wp光伏組件48塊，總?cè)萘繛?span>21.6kWp，使用一臺固德威GW20KT-DT逆變器，組件朝南安裝，傾角為30°，如下圖所示。分別模擬南偏東30°/45°/60°/90°和南偏西30°/45°/60°/90°的發(fā)電量差異。

02方位角與輻照量

方位角指光伏方陣朝向與正南方向之間的夾角（不考慮磁偏角），不同的方位角對應(yīng)接收的輻射總量不同，通常將太陽能板方陣朝向接受光照時間最長的方位角視為最佳方位角。

固定傾角，不同方位角的情況下，電站年累計(jì)太陽輻射量。

結(jié)論：

·         隨著方位角度的增加，輻照量線性遞減，正南輻照量最大。

·         南偏西、南偏東在相同方位角度情況下，輻照量數(shù)值差異不大。

03方位角與陣列間陰影

（1）正南間距設(shè)計(jì)

陣列間距設(shè)計(jì)一般確定原則是：冬至日當(dāng)天早晨9:00至下午15:00的時間段內(nèi)，光伏陣列不應(yīng)被遮擋。按照如下公式進(jìn)行計(jì)算，光伏陣列間距或可能遮擋物與陣列底邊的垂直距離應(yīng)不小于D。

計(jì)算得出D≥5 米

（2）不同方位角陣列陰影損失（以南偏東為例）

南偏東30°，計(jì)算得出冬至當(dāng)天系統(tǒng)的前后排陰影遮擋損失為1.8%

南偏東45°，計(jì)算得出冬至當(dāng)天系統(tǒng)的前后排陰影遮擋損失為2.4%

南偏東60°，計(jì)算得出冬至當(dāng)天系統(tǒng)的前后排陰影遮擋損失為2.5%

南偏東90°，計(jì)算得出冬至當(dāng)天系統(tǒng)的前后排陰影遮擋損失為1.2%

同時仿真南偏西四個角度，得到以下圖形：

結(jié)論：

前后陣列遮擋陰影損失并不是隨著方位角度呈現(xiàn)線性的關(guān)系，當(dāng)方位角達(dá)到偏60°角度時，前后遮擋陰影損失遞減。

04發(fā)電量模擬對比

按照裝機(jī)容量21.6kW計(jì)算，使用48片450W組件，組串16pcsx3，使用20kW逆變器

使用PVsyst計(jì)算模擬，變量僅為方位角度，其余不變：

結(jié)論：

·         隨著方位角度的增加，發(fā)電量遞減，0度（正南）發(fā)電量最大。

·         南偏西、南偏東在相同方位角度情況下，發(fā)電量數(shù)值差異不大。

·         與輻照值的趨勢規(guī)律保持一致。

05結(jié)論

現(xiàn)實(shí)情況中，假設(shè)房屋的方位角不滿足正南的朝向，如何權(quán)衡發(fā)電量以及電站與房屋結(jié)合的美觀度，需要結(jié)合自身的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。