前 言

前段時(shí)間有客戶問小固：

一個(gè)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(gè)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(shí)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(shí)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(shí)仿真南偏西四個(gè)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(shí)，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)。