光伏发电最佳发电角度是多少度?
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发布时间：2022-04-23 19:14
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时间：2023-10-14 11:12
当纬度为0度至25度时，发电角度等于纬度；当纬度为26度至40度时，发电角度等于纬度加上
5度至10度；当纬度等于41度至55度时，发电角度等于纬度加上10度至15度；当纬度大于55度
时，发电角度等于纬度加上15度至20度。
一、光伏发电：
1、定义：
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
2、原理：
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。
硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。
光电效应就是光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程;其次，是形成电压过程。
多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后，制作成待加工的硅片。在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等，就形光伏发电原理图成P-N结。然后采用丝网印刷，将精配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂一层防反射涂层，电池片就至此制成。电池片排列组合成电池组件，就组成了大的电路板。
一般在组件四周包铝框，正面覆盖玻璃，反面安装电极。有了电池组件和其他辅助设备，就可以组成发电系统。为了将直流电转化交流电，需要安装电流转换器。发电后可用蓄电池存储，也可输入公共电网。发电系统成本中，电池组件约占50%，电流转换器、安装费、其他辅助部件以及其他费用占另外 50%。
3、特点：
①、优点：
与常用的火力发电系统相比，光伏发电的优点主要体现在:
①无枯竭危险;
②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净(无公害);
③不受资源分布地域的*，可利用建筑屋面的优势;例如，无电地区，以及地形复杂地区;
④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;
⑤能源质量高;
⑥使用者从感情上容易接受;
⑦建设周期短，获取能源花费的时间短。
②、缺点：
①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积;
②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
③目前相对于火力发电，发电机会成本高。
④光伏板制造过程中不环保。
4、转化率：
①、单晶硅：
大规模生产转化率:19.8--21%;大多在
17.5%。目前来看再提高效率超过30%以上的技术突破可能性较小。
②、砷化镓：
砷化镓太阳能电池组的转化率比较高，约23%。但是价格昂贵，多用于航空航天等重要地方。基本没有规模化产业化的实用价值。
③、薄膜：
薄膜光伏电池具有轻薄、质轻、柔性好等优势，应用范围非常广泛，尤其适合用在光伏建筑一体化之中。如果薄膜电池组件效率与晶硅电池相差无几，其性价比将是无可比拟的。在柔性衬底上制备的薄膜电池，具有可卷曲折叠、不拍摔碰、重量轻、弱光性能好等优势，将来的应用前景将会更加广阔。目前非晶硅薄膜转化率9%左右。
④、效率衰减：
晶硅光伏组件安装后，暴晒50--100天，效率衰减约2--3%，此后衰减幅度大幅减缓并稳定有每年衰减0.5--0.8%，20年衰减约20%。单晶组件衰减要约少于多晶组件。非晶光做组件的衰减约低于晶硅。
5、发展过程：
20世纪70年代后，随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。
20世纪90年代后，光伏发电快速发展，到2006年，世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出"百万屋顶"计划。日本1992年启动了新阳光计划，到2003年日本光伏组件生产占世界的50%，世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价，大大推动了光伏市场和产业发展，使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。
2011年，全球光伏新增装机容量约为27.5GW，较上年的18.1GW相比，涨幅高达52%，全球累计安装量超过67GW。全球近28GW的总装机量中，有将近20GW的系统安装于欧洲，但增速相对放缓，其中意大利和德国市场占全球装机增长量的55%，分别为7.6GW和7.5GW。2011年以中日印为代表的亚太地区光伏产业市场需求同比增长129%，其装机量分别为2.2GW，1.1GW和350MW。此外，在日趋成熟的北美市场，新增安装量约2.1GW，增幅高达84%。
在今后的十几年中，中国光伏发电的市场将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。中国太阳能光伏发电发站潜力巨大，配合积极稳定的*扶持，到2030年光伏装机容量将达1亿千瓦，年发电量可达1300亿千瓦时，相当于少建30多个大型煤电厂。国家未来三年将投资200亿补贴光伏业，中国太阳能光伏发电又迎来了新一轮的快速增长，并吸引了更多的战略投资者融入到这个行业中来。
6、系统分类：
①、独立光伏发电：
独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。
②、并网光伏发电：
并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。光伏发电实例可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。
③、分布式光伏发电：
分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。
7、结构组成：
光伏发电系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜，太阳跟踪控制系统等设备组成。
8、应用领域：
（1）、用户太阳能电源:(1)小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等;(2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统;(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
（2）、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
（3）、通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。
（4）、石油、海洋、气象领域:石*道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。
（5）、家庭灯具电源:如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。
（6）、光伏电站:10KW-50MW独立光伏电站、风光(柴)互补电站、各种大型停车厂充电站等。
（7）、太阳能建筑将太阳能发电与建筑材料相结合，使得未来的大型建筑实现电力自给，是未来一大发展方向。
（8）、与汽车配套:太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等。
（9）太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统。
（10）海水淡化设备供电。
（11）卫星、航天器、空间太阳能电站等。
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时间：2023-10-14 11:13
当我们安装光伏板时，确定最佳倾角是非常重要的。最佳倾角可以提高光伏板的能量输出效率，从而提高太阳能发电系统的效率。
首先，让我们了解一下什么是倾角。
倾角是指光伏板与地面之间的夹角。最佳倾角是指可以最大程度地吸收太阳能的倾角。最佳倾角可以尽量增加太阳光直射光伏面板的时间，使得更多太阳能辐射在面板上。
如图：
因此，在工程设计中，光伏系统设计人员都会通过计算得到最佳倾角，确保光伏板年度发电量达到最大。但是光伏最佳倾角会受到各条件的影响，确定光伏最佳倾角需要考虑以下因素：
1. 地理位置：不同地理位置的太阳高度角和方位角不同，因此最佳倾角也不同。——哈尔滨、南京、海南的最佳倾角当然不同。
2. 季节变化：不同季节太阳高度角和方位角也有所不同，因此最佳倾角需要根据季节进行调整。——这只是针对具有追踪功能的光伏板。如果是固定安装的，最佳倾角的计算不需要考虑季节影响。
3. 光伏板材质和类型：不同材质和类型的光伏板对最佳倾角的要求也不同，比如双面光伏板和单面的光伏板是不同的，这是因为双面板需要接受地面反射的太阳能。
4. 气象条件：气象条件对光伏发电量的影响也需要考虑，如温度、风速、湿度等。不同气象条件对光伏发电有较大影响，因此最佳倾角计算也要考虑当地的气象条件特征。
在工程实际中，光伏系统设计师一般怎么计算光伏最优倾角呢？现在国内较为流行的有3种方法，分别是经验法、解析法和数值法。
l 经验法 该方法是在不同纬度情况下的光伏最佳倾斜角度是当地纬度加上5°-10°，不同纬度范围的修正方式如下：
l 解析法 对于固定光伏阵列的方位角，通过计算公式得到光伏阵列接收辐射强度与倾角之间的关系。方位角不确定的情况下，这种方法实用性较差。
l 数值法 通过计算不同方位角和倾角的情况下光伏阵列接收的太阳光辐射强度的数值，比较得到最佳的方位角和倾斜角。这种方法的计算方法比较多，可以理解是连续优化的问题
一键提供最佳倾角计算，目前羲和能源大数据平台 (xihe-energy.com)使用的方法分为两种：
第一种：经验法。当使用者在地图上选择光伏规划建设位置时，羲和能源大数据平台会自动生成最佳倾角。
该角度是根据经验法，以该地区地纬度为基准，生成该地区正负20°区间内的辐照量，其中辐射强度最大值对应的倾角和方位角为最优倾角和最优方位角。
第二种：平台基于经验法，结合近10年的历史光照数据计算得到最优倾角和朝向角。通过自动优化倾角/朝向得到的角度，考虑了该地区气象数据特征，能够得到更加科学合理的设计角度。
总之，确定最佳倾角可以提高光伏板的能量输出效率，从而提高太阳能发电系统的效率。
