独立光伏系统最佳倾角的设计原理

最佳倾角的设计原理独立光伏系统最佳倾角要计算负载均衡的独立光伏系统的最佳倾角， 必须比较各月辐射量与负载需求的关系； 可以先计算各月辐射量占全年辐射量的比例以及负载占全年负载的比例，然后对俩者进行比较，如果俩者完全吻合； 则各月电池的发电量刚好满足该负载的需求， 这种情况为理想情况， 收到各种外界因素的影响， 无法实现。 因此，为了获得最佳倾角，去俩者差别最小的倾角为最佳倾角。水平面上的的太阳辐射总量 H 与直接辐射量 BH 以及散辐射量 dH 的关系满足BHH dH （ 1）对于倾斜面上的太阳辐射总量及太阳辐射的直散分离原理可得倾斜面上的太阳辐射总量TH 是有直接 BTH 天空散射量 dTH 和地面反射辐射量 rTH 三部分组成。TH BTH dtH rTH 2 直接辐射分量 BTHBTH BR BH 3 其中 BR 为倾斜面上的直接辐射分量与水平面上直接辐射分量的比值除此之外，对于朝向赤道的倾斜面来说BR sinsin180sincoscossin-sin180sincoscosSSTSTST ）（（（ 4）式中 为光伏发电系统当地纬度； 为光伏方阵倾角； 为太阳赤纬； S 为水平面上日落时角； ST 为倾斜面上日落时角。太阳光线与地球赤道买你的交角就是太阳的赤纬角，用 表示。太阳赤纬随季节变化，按照（ cooper ）方程，可知太阳赤纬的计算公式为]284365360sin[45.23 n （ 5）式中 n 为一年中的天数。水平面上日落时角 tantancos 1S （ 6）倾斜面上日落时角 ]}tan[tancos,min{ 1SST （ 7）对于天空散射采用 Hay 模型， 次模型认为倾斜面上天空散射辐射量是由太阳的辐射量和其余天空穹顶均匀分布的散射量两部分组成，可表示为]cos1121[00 HHRHHHH BBBdtdt 8 式中 0H 为大气层外水平面上辐射量。其计算公式为]sinsin3602coscos[cos]365360cos033.01[240 SSsc nIH （ 9）式中 scI 为太阳常数，取 1367 2/ mW . 若天空散射各向同性时，式（ 8）通常写为cos12ddtHH （ 10）地面反射辐射分量 rTH , 通常可将地面的反射辐射看成是各向同性的，其大小为cos12 HH rT（ 11）其中 地面反射率，一般计算时，可取 ,2.0 ，综上所述，斜面上太阳辐射量即为cos12]cos1121[00HHHRHHHRHH BBBdBBT 12 如考虑天空散射的各向同性，式（ 12）则可化简为下式计算cos1cos1 HHRHH dBBT （ 13）结合上各公式和当地的水平面太阳直接辐射和散射数据， 可计算出各地在不同倾角倾斜面上太阳的辐射量， 将各月辐射量求和可得全年辐射量。 把倾斜面上各月的辐射量除以总辐射量，可得到该倾斜面上各月辐射量占全年辐射量的比例。