固定式多角度光伏發(fā)電論文范文

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1系統(tǒng)描述

本文的研究對(duì)象為設(shè)置有6個(gè)不同安裝傾角的光伏發(fā)電系統(tǒng)，通過對(duì)這6個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和發(fā)電量的對(duì)比分析，得出順德地區(qū)光伏方陣的最佳安裝傾角，為以后本地區(qū)光伏電站的設(shè)計(jì)、施工和應(yīng)用提供理論數(shù)據(jù)支撐。每個(gè)子系統(tǒng)的電路拓?fù)鋱D如圖2所示。本固定式多角度光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏陣列、智能數(shù)顯直流電流表、充放電控制器（型號(hào)為伏科CIS10）、蓄電池（型號(hào)為YUASAUXF150-12）、LED負(fù)載（型號(hào)為PhilipsMR162700k）等組成。安裝完成的系統(tǒng)整體如圖3所示。置于室外的光伏陣列由6塊峰值功率為55W的多晶硅光伏組件組成，光伏組件的安裝傾角依次為10°、15°、20°、20°、25°、30°，其中，設(shè)計(jì)了兩個(gè)相同角度安裝的組件，是為了后續(xù)開展組件表面清潔度，如灰塵、鳥糞等對(duì)組件輸出性能影響的研究。

正式安裝系統(tǒng)前，使用恒流源對(duì)智能數(shù)顯直流電能表進(jìn)行了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方法為，將6個(gè)電能表串聯(lián)接入電路中，電壓段并聯(lián)接到一只YUASAUXF150-12蓄電池。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在電流為500mA以上時(shí)其6個(gè)電表電流的相對(duì)偏差在±0.2%以內(nèi)，且電流越大，其相對(duì)偏差越小。該相對(duì)偏差在誤差要求范圍內(nèi)，可以忽略。電能表符合要求。此外，系統(tǒng)主體接線等全部完成后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了偏差測(cè)試。測(cè)試方法為，將6塊組件水平放置，測(cè)試6個(gè)子系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行5天的系統(tǒng)誤差，測(cè)試數(shù)據(jù)得出六個(gè)子系統(tǒng)的相對(duì)偏差為±0.25%以內(nèi)，該偏差可以忽略，即可認(rèn)為6個(gè)子系統(tǒng)完全一致。

2數(shù)據(jù)分析

該系統(tǒng)于2012年9月25日安裝調(diào)試完成，并開始記錄數(shù)據(jù)。本文統(tǒng)計(jì)了2012年10月~2014年3月共一年半的數(shù)據(jù)，如表1所示。在系統(tǒng)運(yùn)行至今的發(fā)電數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，25°傾角安裝的組件發(fā)電量最大，總發(fā)電量為81.73kWh。將表1中的發(fā)電數(shù)據(jù)按照季度進(jìn)行單獨(dú)統(tǒng)計(jì)，得到表2。從圖4中可以看出，在2012年和2013年的第四季度、2013年和2014年的第一季度時(shí)間段內(nèi)，發(fā)電量最大的均為25°，這說明廣東順德地區(qū)第一季度與第四季度安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)的最佳傾角為25°左右。想要得到并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)年最佳傾角，就需要對(duì)至少一年的發(fā)電數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，目前，該系統(tǒng)已經(jīng)正常運(yùn)行一年半。本文取2013年全年的發(fā)電數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表3。由表3中數(shù)據(jù)可知，傾角為25°的光伏組件發(fā)電量最大。5個(gè)安裝角度的光伏組件發(fā)電量差值依次為1.24kWh、0.49kWh、0.28kWh、-1.41kWh。將發(fā)電量歸一化為1Wp組件發(fā)電量后，可以得出25°安裝傾角的組件比20°的組件1Wp多發(fā)了0.005kWh的電量，比30°的組件多發(fā)了0.026kWh的電量。從發(fā)電量差值來看，25°傾角的組件比20°傾角的組件多發(fā)了0.49%的電量，比30°傾角安裝的組件多發(fā)了2.52%的電量，25°傾角的組件發(fā)電性能具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，因此，在順德地區(qū)安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)的最佳傾角在25°左右。

3結(jié)論

由引言中可知，使用光伏設(shè)計(jì)軟件計(jì)算得出的順德地區(qū)的最佳傾角在20°左右。這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有差別，產(chǎn)生這個(gè)差別的原因主要是設(shè)計(jì)軟件中采用的氣象數(shù)據(jù)與當(dāng)?shù)貙?shí)際氣象數(shù)據(jù)有差別。因此，在做光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，既要使用光伏設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行模擬計(jì)算，也要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際氣象條件進(jìn)行最終設(shè)計(jì)。同時(shí)，為了提高光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的精確度，需要及時(shí)更新光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件中的氣象數(shù)據(jù)庫，并且需要優(yōu)化軟件中計(jì)算最佳傾角的算法，使其設(shè)計(jì)出的最佳傾角更接近項(xiàng)目所在地真實(shí)最佳傾角。這樣，軟件設(shè)計(jì)的結(jié)論對(duì)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)才更具有參考價(jià)值。

作者：趙杰陳榮榮 朱占利陳思銘單位：順德中山大學(xué)太陽能研究院 中山大學(xué)太陽能系統(tǒng)研究所內(nèi)蒙古神舟光伏電力有限公司