光伏电站想要高发电量?三步解决分布式光伏系统设计难题

分布式光伏发电的装机容量较小，一般是单点接入容量小于 6MW，一次性投资的成本较低，建设周期短，投资风险小，靠近用户侧安装能够实现就近供电，投资回报率较高。政策的利好推动了分布式光伏市场的迅速发展，越来越多的人投身到分布式光伏的大军中，但很多从业者在实际工作中遇到各种各样的难题。

三种屋顶类型安装方式的区别

分布式并网光伏系统由光伏组件阵列、并网逆变器、光伏电表、用户双向电表、国家电网五部分构成，居民在屋顶安装光伏电站一般是3KW或5KW。河北省境内的主要屋顶主要为水泥屋顶、瓦屋顶和彩钢房屋顶三种类型。

第一种，河北省中南部地区平屋顶较多，一般为水泥现浇屋顶及预制板屋顶。具体的安装方式有支架固定于水泥基础、封闭四周型、支架固定于屋面三种情况;

第二种，河北省南部、北部地区像唐山、衡水、张家口的瓦屋顶较多，一般为水泥屋面+瓦、檩条结构+瓦、檩条结构+瓦+屋檐结构。第一种安装方法使用预埋件固定，第二种为使用前后拉梁固定;

第三种，河北省多地都有安装，一般为一层彩钢板+龙骨结构，少数为两层彩钢板+保温层结构。安装方式采用平铺式，和最佳倾斜角安装方式，前后先上顶梁固定。

选好最佳倾角，还愁发电量上不去?

从安装方式可以看出，国内的并网光伏电站的光伏组件大多采用固定式安装。对于固定式安装的光伏系统，选择合适的方阵倾角对于提高发电量，从而提高收益具有重要的意义。那倾角到底怎么选?目前,国内许多电站设计者和一些光伏类工具书上,对于最佳倾角的设计，往往是用软件或者公式，根据倾斜面年辐射量最大值来确定最佳倾角。有些资料提出，光伏方阵的安装倾角可以由以下的关系来确定：纬度0°—25°，倾角等于纬度;纬度26°—40°，倾角等于纬度加上5°—10°;纬度41°—55°，倾角等于纬度加上10°—15°;纬度>25°，倾角等于纬度加上15°—20°。

上面根据纬度来确定最佳倾角的方法是不太合理的。实际上即使纬度相同的两个地方，其太阳辐照量及其组成也往往相差很大，比如拉萨和重庆，重庆在29.33°N，拉萨是在29.39°N，但是拉萨地区的太阳直射辐照量占总辐照量67.7%，重庆地区的太阳直射辐照量占总辐照量只能达到33.8 %。纬度基本相同的两个地方，而水平面上的太阳辐照量却要相差一倍以上。

所以，不能单独依据光伏项目所处纬度计算光伏阵列的最佳倾角，也要结合当地的辐照度，做到光伏系统效率最大化。比如，拉萨的年最佳倾角为30°，重庆的最佳倾角为13°。拉萨1KW的发电量能达到2020度，重庆只有800多，差距就比较明显了。

方阵的朝向理论上是朝南。以石家庄某地一10KW的分布式系统为例，使用Solargis软件模拟出，年最佳倾角选取为33°，前后排阵列南北跨度为6.3m。

由上表分析可得，在15°-35°的倾角范围内，发电量和辐射值都是随着倾角的增加呈现先增加后减小的趋势。但是这是在不考虑雾霾天气的情况下，河北地区雾霾天气严重，下图为12月保定在晴朗天气和雾霾天气的发电量。与晴朗天气相比，雾霾天气条件下，所调查案例的发电量降低54.9%-95.2% 。所以对于追求发电量的用户，倾斜面辐射量最大时的角度是最佳倾角，对于冬季发电量不高的地区，较小的角度是“最佳倾角”。