（作者：陜西光伏產業(yè)有限公司 王歡 才深）
隨著國內光伏電站發(fā)展的日趨迅猛，發(fā)電量已成為同等裝機規(guī)模電站效益的重要考核指標，光伏組件是其發(fā)電系統(tǒng)的核心設備，其發(fā)電性能主要受到行業(yè)規(guī)范、出廠參數、太陽輻射和方陣傾角等因素的影響，其中方陣傾角為設計可控因素。
本文主要參考西安地區(qū)氣候資料，以便建立光伏發(fā)電模型，從而研究方陣傾角對發(fā)電量的影響，最后得出西安地區(qū)的最佳組件方陣設計傾角。
光伏組件是通過半導體的光生伏特效應直接將太陽輻射能轉換為電能的設備，發(fā)電過程安全可靠、無噪音、無污染，其全部能源來源于陽光輻射，因此光伏組件通過串并聯(lián)方式組成的光伏方陣所能獲取的輻射量決定了其后期發(fā)電量。
而太陽輻射量的多少與光伏電站所處地理位置的太陽高度角、海拔高度、天氣狀況、大氣透明度、白晝時間長短等因素有關。
西安地區(qū)位于東經107°40′-109°49′、北緯33°39′-34°45′之間，海拔298米，屬于暖溫帶半濕潤的季風氣候區(qū)，雨量適中。年極端最高氣溫在42.9℃，4-10月極端最低氣溫-1.9℃，無霜期平均為219-233天，年平均氣溫15.8℃, 年平均風速1.9M/S。參考NASA提供的數據（見圖1）計算出西安地區(qū)全年輻射量的平均值為4389.52MJ/m2。
由于西安地區(qū)經緯度跨度小，如忽略局部小氣候對太陽能輻射的影響，可以認為在西安地區(qū)的太陽能輻射量基本一致。
組件方陣分為固定式、跟蹤式等安裝形式，其中跟蹤式電站的發(fā)電量比固定式稍高，但安裝成本及后期運行維護費用較高，綜合考慮經濟性一般光伏電站宜采用固定式。固定式的安裝形式如圖2。
由此，采用固定式安裝形式的電站中，組件方陣傾角對發(fā)電量有至關重要的影響。
模擬計算按光伏組件方陣朝正南方向，光伏組件參數采用陜西省內生產制造商提供的單晶190Wp型號組件，其效率為14.9%，正常運行溫度為45℃，變頻器效率為96.0%。
利用以上數據并參考參考西安地區(qū)氣象資料，通過軟件RETScreen模擬計算1MWp光伏組件在不同傾角情況下發(fā)電量，結果見表1及圖3。
表1 不同傾角下1MWp光伏組件的發(fā)電量
圖3 傾角與發(fā)電量的關系曲線圖
由此可以看出在0°-55°傾角之間，組件方陣發(fā)電量基本處于正態(tài)分布狀況，尤其傾角為26°時發(fā)電量最高，此時1MWp光伏組件的發(fā)電量為1108.77MWh。
光伏方陣固定安裝形式,因其結構簡單、穩(wěn)定可靠、成本低廉及維護方便,被廣泛應用于光伏并網發(fā)電系統(tǒng)。在設計過程中固定方陣傾角的選擇至關重要。
基于西安地區(qū)年均太陽輻射量下，通過不同方陣傾角對發(fā)電量的影響模擬分析，最終得出26°為年發(fā)電量最大傾角。
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