阳

光

能

源

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年

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月

刊

地球太阳能

地 球

! 杨金焕，"#$# 年 " 月生，教授

地址：上海市

!

前言

近年来太阳能光伏产业得到了迅猛发展，应用领域不断

扩大，各种光伏工程和产品如雨后春笋般涌现。然而，其中有

很多系统不能长期正常运行，或者存在大量浪费，其原因是这

些光伏工程和产品并未按照太阳能发电的特点和规律，进行

光伏系统的优化设计，特别是对于太阳电池方阵的安装倾角

的重要性往往认识不足，没有调整到最佳倾角，从而影响了整

个光伏系统的发电效果。

"

太阳辐照量

掌 握 准 确 的 太 阳 辐 射 数 据 是 进 行 光 伏 系 统 设 计 的 基

础。人们无法精确地预测系统安装后太阳辐照分布情况，只能

参照过去的气象资料，通常都用

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年以上的太阳辐射资料取

平均值作为计算的依据。然而气象台所提供的某地日照时数

%’"&&()*

，只能粗略评 价 当 地 太 阳 辐 射 的 强 弱 程 度 ，而 不 能 作

为具体计算的依据。而我们设计计算时所需要的是在太阳电

池标准测试条件光强

"’&&&+),

%

下的日照时数

（ 常称峰值日

照时数），两者绝对不能混淆。

由于气象台提供的只是水平面上的太阳辐照量，一般太

阳电池方阵是倾斜安装的，所以还要通过复杂的计算，才能得

到倾斜面上的太阳辐照量。

#

倾斜面上的太阳辐照量

为了太阳电池方阵表面接收到更多太阳的能量，根据日

地运行规 律 ，方 阵 表 面 应 该 朝 向 赤 道

（ 即 方 位 角 为

&!

），即 在

北半球朝向正南，南半球朝向正北，并且应该倾斜安装。这样

有两方面的效果：

"

） 能够增加全年方阵表面所接收到的太阳辐照量

对于北半球而言，全年太阳位置多数是在南面，所以在一

定范围内倾斜安装可以接收到更多的太阳辐照量。以北京地

区为例，在不同倾斜面上的全年平均太阳辐照量如表

"

。

由表

"

看出，倾角 在

-&!

以 下 时 ，全 年 平 均 辐 照 量 都 要 大

太阳辐射量与光伏系统优化设计软件

上海电力学院太阳能研究室

杨金焕

!

葛亮

摘

要

本文阐述了光伏系统优化设计的重要性，讨论了倾斜面上太阳辐射量的计算及太阳电池方阵最佳倾角的确定，并对所编

制的中国太阳辐射资料库、独立和并网光伏系统优化设计 $ 种软件作了介绍。

关键词

光伏系统

太阳辐射

优化设计

计算软件

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光 伏 与 工 程

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