遇到難題時(shí)，少不了專家工程師的指點(diǎn)。由索比光伏網(wǎng)主辦，光伏家承辦的第五屆家用光伏系統(tǒng)推廣會(huì)的組委會(huì)邀請(qǐng)到了隆基泰和云能源科技有限公司系統(tǒng)工程師石斌，與光伏從業(yè)者探討交流分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)和安裝方式以及如何安裝才能取得最大發(fā)電量等專業(yè)性問題。

三種屋頂類型安裝方式的區(qū)別

分布式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)由光伏組件陣列、并網(wǎng)逆變器、光伏電表、用戶雙向電表、國(guó)家電網(wǎng)五部分構(gòu)成，居民在屋頂安裝光伏電站一般是3KW或5KW。河北省境內(nèi)的主要屋頂主要為水泥屋頂、瓦屋頂和彩鋼房屋頂三種類型。第一種，河北省中南部地區(qū)平屋頂較多，一般為水泥現(xiàn)澆屋頂及預(yù)制板屋頂。具體的安裝方式有支架固定于水泥基礎(chǔ)、封閉四周型、支架固定于屋面三種情況;第二種，河北省南部、北部地區(qū)像唐山、衡水、張家口的瓦屋頂較多，一般為水泥屋面+瓦、檁條結(jié)構(gòu)+瓦、檁條結(jié)構(gòu)+瓦+屋檐結(jié)構(gòu)。第一種安裝方法使用預(yù)埋件固定，第二種為使用前后拉梁固定;第三種，河北省多地都有安裝，一般為一層彩鋼板+龍骨結(jié)構(gòu)，少數(shù)為兩層彩鋼板+保溫層結(jié)構(gòu)。安裝方式采用平鋪式，和最佳傾斜角安裝方式，前后先上頂梁固定。

選好最佳傾角，還愁發(fā)電量上不去?

從安裝方式可以看出，國(guó)內(nèi)的并網(wǎng)光伏電站的光伏組件大多采用固定式安裝。對(duì)于固定式安裝的光伏系統(tǒng)，選擇合適的方陣傾角對(duì)于提高發(fā)電量，從而提高收益具有重要的意義。那傾角到底怎么選?目前,國(guó)內(nèi)許多電站設(shè)計(jì)者和一些光伏類工具書上,對(duì)于最佳傾角的設(shè)計(jì)，往往是用軟件或者公式，根據(jù)傾斜面年輻射量最大值來確定最佳傾角。有些資料提出，光伏方陣的安裝傾角可以由以下的關(guān)系來確定：緯度0°—25°，傾角等于緯度;緯度26°—40°，傾角等于緯度加上5°—10°;緯度41°—55°，傾角等于緯度加上10°—15°;緯度>25°，傾角等于緯度加上15°—20°。

上面根據(jù)緯度來確定最佳傾角的方法是不太合理的。實(shí)際上即使緯度相同的兩個(gè)地方，其太陽輻照量及其組成也往往相差很大，比如拉薩和重慶，重慶在29.33°N，拉薩是在29.39°N，但是拉薩地區(qū)的太陽直射輻照量占總輻照量67.7%，重慶地區(qū)的太陽直射輻照量占總輻照量只能達(dá)到33.8 %。緯度基本相同的兩個(gè)地方，而水平面上的太陽輻照量卻要相差一倍以上。

所以，不能單獨(dú)依據(jù)光伏項(xiàng)目所處緯度計(jì)算光伏陣列的最佳傾角，也要結(jié)合當(dāng)?shù)氐妮椪斩龋龅焦夥到y(tǒng)效率最大化。比如，拉薩的年最佳傾角為30°，重慶的最佳傾角為13°。拉薩1KW的發(fā)電量能達(dá)到2020度，重慶只有800多，差距就比較明顯了。

方陣的朝向理論上是朝南。以石家莊某地一10KW的分布式系統(tǒng)為例，使用Solargis軟件模擬出，年最佳傾角選取為33°，前后排陣列南北跨度為6.3m。

由上表分析可得，在15°-35°的傾角范圍內(nèi)，發(fā)電量和輻射值都是隨著傾角的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。但是這是在不考慮霧霾天氣的情況下，河北地區(qū)霧霾天氣嚴(yán)重，下圖為12月保定在晴朗天氣和霧霾天氣的發(fā)電量。與晴朗天氣相比，霧霾天氣條件下，所調(diào)查案例的發(fā)電量降低54.9%-95.2% 。所以對(duì)于追求發(fā)電量的用戶，傾斜面輻射量最大時(shí)的角度是最佳傾角，對(duì)于冬季發(fā)電量不高的地區(qū)，較小的角度是“最佳傾角”。

光伏系統(tǒng)最佳傾角的選擇，對(duì)于追求裝機(jī)容量的業(yè)主，最佳傾角是一個(gè)在發(fā)電量最大的基礎(chǔ)上略微調(diào)低的角度。陣列間距固定不變;最低傾角不易低于夏季最佳傾角。

橫向?豎向?光伏方陣如何布線?

建設(shè)在屋頂?shù)墓夥娬荆驗(yàn)闃淠净蚋邩菚?huì)對(duì)光伏陣列造成一定的陰影遮擋。當(dāng)組件中的一塊電池被陰影遮擋時(shí)，其短路電流會(huì)降低，當(dāng)短路電流低于串聯(lián)電路中的工作電流時(shí)，會(huì)增加功率損耗，引起過熱，甚至造成組件焊接點(diǎn)熔化等問題。