由于太陽(yáng)能是一種清潔的能源，它的應(yīng)用正在世界范圍內(nèi)快速地增長(zhǎng)。利用太陽(yáng)光發(fā)電就是一種使用太陽(yáng)能的方式，目前建設(shè)一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的成本還是較高的，從我國(guó)現(xiàn)階段的太陽(yáng)能發(fā)電成本來看，其花費(fèi)在太陽(yáng)電池組件的費(fèi)用大約為40～50%，因此，為了更加充分有效地利用太陽(yáng)能，如何選取太陽(yáng)電池方陣的方位角與傾斜角是一個(gè)十分重要的問題。
太陽(yáng)能電池組件的方位角與傾斜角選定是太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)最重要的因素之一。所謂方位角一般是指東西南北方向的角度。對(duì)于太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)來說，方位角以正南為0°，由南向東向北為負(fù)角度，由南向西向北為正角度。
如太陽(yáng)在正東方向時(shí)，方位角為-90°，在正西方時(shí)方位角為90°。
方位角決定了陽(yáng)光的入射方向，決定了各個(gè)方向的山坡或不同朝向的建筑物的采光狀況。傾斜角是地平面(水平面)與太陽(yáng)能電池組件之間的夾角。傾斜角為0°時(shí)表示太陽(yáng)能電池組件為水平設(shè)置，傾斜角為90°時(shí)表示太陽(yáng)能電池組件為垂直設(shè)置。
在我國(guó)，太陽(yáng)能電池的方位角一般都選擇正南方向，以使太陽(yáng)能電池單位容量的發(fā)電量最大。在偏離正南(北半球)30°度時(shí)，方陣的發(fā)電量將減少約10%～15%;在偏離正南(北半球)60°時(shí)，方陣的發(fā)電量將減少約20%～30%。
如果受太陽(yáng)能電池設(shè)置場(chǎng)所如屋頂、土坡、山地、建筑物結(jié)構(gòu)及陰影等的限制時(shí)，則應(yīng)考慮與它們的方位角一到，以求充分利用現(xiàn)有的地形和有效面積，并盡量避開周圍建、構(gòu)筑物或樹木等產(chǎn)生的陰影。只要在正南±20°之內(nèi)，都不會(huì)對(duì)發(fā)電量有太大影響，條件允許的話，應(yīng)盡可能偏西南20°之內(nèi)，使太陽(yáng)能發(fā)電量的峰值出現(xiàn)在中午稍過后某時(shí)，這樣有利冬季多發(fā)電。有些太陽(yáng)能光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)正南方向太陽(yáng)能電池鋪設(shè)面積不夠大時(shí)，也可將太陽(yáng)能電池鋪設(shè)在正東、正西方向。
傾斜角是太陽(yáng)電池方陣平面與水平地面的夾角，并希望此夾角是方陣一年中發(fā)電量為最大時(shí)的最佳傾斜角度。一年中的最佳傾斜角與當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥扔嘘P(guān)，當(dāng)緯度較高時(shí)，相應(yīng)的傾斜角也大。但是，和方位角一樣，在設(shè)計(jì)中也要考慮到屋頂?shù)膬A斜角及積雪滑落的傾斜角(斜率大于50%-60%)等方面的限制條件。
對(duì)于積雪滑落的傾斜角，即使在積雪期發(fā)電量少而年總發(fā)電量也存在增加的情況，因此，特別是在并網(wǎng)發(fā)電的系統(tǒng)中，并不一定優(yōu)先考慮積雪的滑落，此外，還要進(jìn)一步考慮其它因素。對(duì)于正南(方位角為0°度)，傾斜角從水平(傾斜角為0°度)開始逐漸向最佳的傾斜角過渡時(shí)，其日射量不斷增加直到最大值，然后再增加傾斜角其日射量不斷減少。特別是在傾斜角大于50°～60°以后，日射量急劇下降，直至到最后的垂直放置時(shí)，發(fā)電量下降到最小。方陣從垂直放置到10°～20°的傾斜放置都有實(shí)際的例子。
對(duì)于方位角不為0°度的情況，斜面日射量的值普遍偏低，最大日射量的值是在與水平面接近的傾斜角度附近。以上所述為方位角、傾斜角與發(fā)電量之間的關(guān)系，對(duì)于具體設(shè)計(jì)某一個(gè)方陣的方位角和傾斜角還應(yīng)綜合地進(jìn)一步同實(shí)際情況結(jié)合起來考慮
最理想的傾斜角是使太陽(yáng)能電池年發(fā)電量盡可能大，而冬季和夏季發(fā)電量差異盡可能小時(shí)的傾斜角。一般取當(dāng)?shù)鼐暥然虍?dāng)?shù)鼐暥燃由蠋锥茸鰹楫?dāng)?shù)靥?yáng)能電池組件安裝的傾斜角。當(dāng)然如果能夠采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，可以進(jìn)行太陽(yáng)能傾斜角的優(yōu)化計(jì)算，使兩者能夠兼顧就更好了，這對(duì)于高緯度地區(qū)尤為重要。高緯度地區(qū)的冬季和夏季水平面太陽(yáng)輻射量差異非常大，例如我國(guó)黑龍江省相差約5倍。如果按照水平面輻射量參數(shù)時(shí)行設(shè)計(jì)，則蓄電池冬季存儲(chǔ)量過大，造成蓄電池的設(shè)計(jì)容量和投資都加大。選擇了最佳傾斜角，太陽(yáng)能電池面上冬季和夏季輻射量之差變小，蓄電池的容量也可以減少，求得一個(gè)均衡，使系統(tǒng)造價(jià)降低，設(shè)計(jì)更為合理。
如果沒有條件對(duì)傾斜角進(jìn)行計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，也可以根據(jù)當(dāng)?shù)鼐暥却致源_定太陽(yáng)能電池的傾斜角：
緯度為26°~40°時(shí)，傾斜角等于緯度加上5°~10°;
緯度為41°~55°時(shí)，傾斜角等于緯度加上10°~15°;
緯度為55°以上時(shí)，傾斜角等于緯度加上15°~20°。
但不同類型的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其最佳安裝傾斜角是有所不同的。例如光控太陽(yáng)能路燈照明系統(tǒng)等季節(jié)性負(fù)載供電的光伏發(fā)電系統(tǒng)，這類負(fù)載的工作時(shí)間隨著季節(jié)而變化，其特點(diǎn)是以自然光線的來決定負(fù)載每天工作時(shí)間的長(zhǎng)短。冬天時(shí)日照時(shí)間短，太陽(yáng)能輻射能量小，而夜間負(fù)載工作時(shí)間長(zhǎng)，耗電量大。因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮照顧冬天，按冬天時(shí)能得到最大發(fā)電量的傾斜角確定，其傾斜角應(yīng)該比當(dāng)?shù)鼐暥冉嵌却笠恍?/span>
而對(duì)于主要為光伏水泵、制冷空調(diào)等夏季負(fù)載供電的光伏系統(tǒng)，則應(yīng)考慮為夏季負(fù)載提供最大發(fā)電量，其傾斜角應(yīng)該比當(dāng)?shù)鼐暥鹊慕嵌刃∫恍?/span>
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太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組、太陽(yáng)能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或 110V，還需要配置逆變器。各部分的作用為：
（一）太陽(yáng)能電池板：太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值高的部分。其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。
（二）太陽(yáng)能控制器：太陽(yáng)能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。其他附加功能如光控開關(guān)、時(shí)控開關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng)。
（三）蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時(shí)將太陽(yáng)能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來，到需要的時(shí)候再釋放出來。
（四）逆變器：在很多場(chǎng)合，都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽(yáng)能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場(chǎng)合，需要使用多種電壓的負(fù)載時(shí)，也要用到DC-DC逆變器，如將24VDC的電能轉(zhuǎn)換成5VDC的電能（注意，不是簡(jiǎn)單的降壓）。
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