太阳能光伏方阵可调支架角度优化分析

太阳能光伏方阵可调支架角度优化分析

摘 要：太阳能光伏方阵的支架安装型式主要有固定式和跟踪式两种，固定式系统结构简单，安装调试和管理维护都很方便。跟踪式系统不仅需要配置自动跟踪机构，系统投资成本增加，而且安装调试和管理维护相对复杂，但跟踪系统可以增加发电量，选择时需要综合考虑。根据各地的气候条件、组件尺寸、安装成本、维修成本、发电量和上网电价等因素综合考虑，太阳能光伏方阵的支架选取形式各不同。

太阳能电池板支架的设计既要满足其具有良好结构性能和防腐蚀性能，还要根据项目建设地点的气象数据及地理位置选择合适电池板倾角。以内蒙古大唐国际卓资巴音一期10MWp太阳能光伏项目为例，该项目是并网电站，选用固定可调支架，因此保证全年最大限度的发电量为主要目的，而太阳能电池板倾角不同，各月获得的发电量也有很大差异。因此，支架角度的调整直接影响并网发电量，从而影响经济效益。

关键词：太阳能 光伏 可调 支架 角度

中图分类号：TP203 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）06-0347-01

固定可调支架系统是通过不同安装地点的气象、辐射量数据库资料，结合当时的设备、材料及人工成本，从技术经济等诸多方面优选出可靠性和可操作性高的支架系统方案。通过对不同支架系统进行分析、计算，选择最优方案。

一、不同调节次数发电量计算

1.一年调节两次支架角度

安装方位角： 0°

倾角调节方式：

第1次：最佳倾角17.6°（4月1日- 9月30日）

第2次：最佳倾角57.6°（10月1日- 3月31）

系统效率按照81.5%，通过计算，我们可以得到在支架为固定可调支架情况下太阳辐射数值所对应的发电量见下表。

表1-1 代表月发电量

2.一年调节三次支架角度

安装方位角： 0°

倾角调节方式：

第1次：最佳倾角34.5° （9月1日- 9月30日）

第2次：最佳倾角57.6° （10月1日- 3月31日）

第3次：最佳倾角14.4° （4月1- 8月31日）

系统效率按照81.5%，通过计算，我们可以得到在支架为固定可调支架情况下太阳辐

射数值所对应的发电量见下表。

表1-2 代表月发电量

3.一年调节四次支架角度

安装方位角： 0°

倾角调节方式：

第1次：最佳倾角34.5° （9月1日- 9月30日）

第2次：最佳倾角60.8° （10月1日- 2月28日）

第3次：最佳倾角35.7° （3月1日- 4月30日）

第4次：最佳倾角11° （5月1日- 8月31日）

系统效率按照81.5%，通过计算，我们可以得到在支架为固定可调支架情况下太阳辐射数值所对应的发电量见下表。

表1-3 代表月发电量

预计在建设期内，25年内太阳能电站建设发电量如下表所示：

二、技术经济分析

1.人工调节每1MW支架需要10个人在一天内完成，该项目共有10MW支架，按照每人每天工资200元计，电站调节一次角度约需要花费人工费2万元。

表1-7 调节次数对应经济效益对比

2.按照理论计算后的调整周期，3月底应为调整最佳时期。自3月15日至3月31日，该电站10个单元分三类调整为57.6°、41°、17.6°三个角度。根据卓资光伏现场实际发电量来看，调整为41.6°时的发电量在3月24日至4月7日内有明显增加，之后便与17.6°接近，估算约增加发电量3000kwh，但产生2万元人工成本，调整效益并不显著。

表1-11 一段时间内各单元房在三种角度情况下的

发电量对比（电量单位：kWh）

三、结论

光伏电站支架倾角对发电量影响很大，在每年不同时间段里，不同倾角所接收到的太阳能辐射量差别较大，虽然调节次数越多，年发电量越大，但付出的人工成本及支架费用也相应提高。由于固定式可调支架调节部分主要是通过螺栓连接，且项目所在地风速较大，调节过程中难免会出现螺栓紧固不到位的情况，因此支架调节次数越多，存在的安全隐患就越大。该项目在考虑到多方面综合因素后确定选取支架每年调节2次即达到最优。