武漢市光伏組件安裝的最佳傾角分析.pdf

1、太陽能光伏發(fā)電其原理是利用半導(dǎo)體材料的光生伏打效應(yīng)。主要是通過一系列組件工作將光能轉(zhuǎn)化為電能。太陽能光伏發(fā)電過程簡(jiǎn)單，沒有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不消耗燃料，無污染無噪聲，零排放，與風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電和核電等新型的發(fā)電技術(shù)相比，是一種最具可持續(xù)發(fā)展理想特征的可再生能源發(fā)電技術(shù)。
　　影響光伏組件發(fā)電效率的因素很多，組件本身特性、安裝傾角、安裝高度、天氣條件等，這些條件的改變都會(huì)在不同程度上影響組件的發(fā)電效率。本文從獲取最大發(fā)電量為出發(fā)點(diǎn)

2、，計(jì)算了武漢地區(qū)光伏組件的月平均日輻射量；并對(duì)光伏組件建立模型進(jìn)行CFD模擬，模擬出了武漢地區(qū)12個(gè)月份的光伏組件溫度與安裝傾角的關(guān)系曲線。根據(jù)溫度與效率的關(guān)系以及效率與發(fā)電量的關(guān)系，確定了每個(gè)月份獲得最大發(fā)電量時(shí)對(duì)應(yīng)的安裝傾角，即最佳安裝傾角。
　　本課題首先對(duì)太陽輻射量進(jìn)行了計(jì)算?？紤]組件非平行于屋頂?shù)膬A斜安裝方式，查出了武漢地區(qū)2001-2010年10年的太陽水平面上的輻射總量數(shù)據(jù)。水平面上的總輻射量包括水平面上的直射輻射量

3、和天空散射輻射量，而傾斜面上接收到的太陽輻射總量由直射輻射量，地面反射輻射量和天空散射輻射量三部分組成。通過傾斜因子加以修正得到了傾斜面上光伏組件接收到的太陽輻射量計(jì)算公式。通過查閱文獻(xiàn)確定了水平面上的直射輻射量以及散射輻射量的關(guān)系，并計(jì)算出了武漢地區(qū)光伏組件不同安裝傾角下接收到的太陽輻射量。
　　其次，通過CFD模擬出光伏組件的溫度，傾角的變化范圍為取0°-50°，步長(zhǎng)為2°，總共312組數(shù)據(jù)，模擬出了12個(gè)月份的光伏組件溫度與

4、安裝傾角的關(guān)系曲線圖。
　　最后，通過溫度與組件效率的關(guān)系，計(jì)算出了武漢地區(qū)光伏組件安裝的月最佳傾角、季度最佳傾角以及年最佳傾角。結(jié)果表明：適合武漢地區(qū)光伏組件安裝的春夏秋冬四季的最佳傾角分別是：31°、16°、37°、47°；冬半年和夏半年最佳安裝傾角分別是：45.6°和23.4°；年最佳安裝傾角是33°，并不是武漢地區(qū)的緯度(30.37°）。對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可得：通過模擬得出的最終結(jié)果與實(shí)際實(shí)驗(yàn)觀測(cè)值較為接近，同時(shí)也證明了CF