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1系統描述

本文的研究對象為設置有6個不同安裝傾角的光伏發電系統，通過對這6個系統的運行情況進行實時監測和發電量的對比分析，得出順德地區光伏方陣的最佳安裝傾角，為以后本地區光伏電站的設計、施工和應用提供理論數據支撐。每個子系統的電路拓撲圖如圖2所示。本固定式多角度光伏發電系統由光伏陣列、智能數顯直流電流表、充放電控制器（型號為伏科CIS10）、蓄電池（型號為YUASAUXF150-12）、LED負載（型號為PhilipsMR162700k）等組成。安裝完成的系統整體如圖3所示。置于室外的光伏陣列由6塊峰值功率為55W的多晶硅光伏組件組成，光伏組件的安裝傾角依次為10°、15°、20°、20°、25°、30°，其中，設計了兩個相同角度安裝的組件，是為了后續開展組件表面清潔度，如灰塵、鳥糞等對組件輸出性能影響的研究。

正式安裝系統前，使用恒流源對智能數顯直流電能表進行了標定實驗。實驗方法為，將6個電能表串聯接入電路中，電壓段并聯接到一只YUASAUXF150-12蓄電池。實驗數據顯示，在電流為500mA以上時其6個電表電流的相對偏差在±0.2%以內，且電流越大，其相對偏差越小。該相對偏差在誤差要求范圍內，可以忽略。電能表符合要求。此外，系統主體接線等全部完成后，對系統進行了偏差測試。測試方法為，將6塊組件水平放置，測試6個子系統同時運行5天的系統誤差，測試數據得出六個子系統的相對偏差為±0.25%以內，該偏差可以忽略，即可認為6個子系統完全一致。

2數據分析

該系統于2012年9月25日安裝調試完成，并開始記錄數據。本文統計了2012年10月~2014年3月共一年半的數據，如表1所示。在系統運行至今的發電數據中可以發現，25°傾角安裝的組件發電量最大，總發電量為81.73kWh。將表1中的發電數據按照季度進行單獨統計，得到表2。從圖4中可以看出，在2012年和2013年的第四季度、2013年和2014年的第一季度時間段內，發電量最大的均為25°，這說明廣東順德地區第一季度與第四季度安裝光伏發電系統的最佳傾角為25°左右。想要得到并網光伏發電系統年最佳傾角，就需要對至少一年的發電數據進行統計分析，目前，該系統已經正常運行一年半。本文取2013年全年的發電數據進行了統計分析，結果見表3。由表3中數據可知，傾角為25°的光伏組件發電量最大。5個安裝角度的光伏組件發電量差值依次為1.24kWh、0.49kWh、0.28kWh、-1.41kWh。將發電量歸一化為1Wp組件發電量后，可以得出25°安裝傾角的組件比20°的組件1Wp多發了0.005kWh的電量，比30°的組件多發了0.026kWh的電量。從發電量差值來看，25°傾角的組件比20°傾角的組件多發了0.49%的電量，比30°傾角安裝的組件多發了2.52%的電量，25°傾角的組件發電性能具有比較明顯的優勢，因此，在順德地區安裝光伏發電系統的最佳傾角在25°左右。

3結論

由引言中可知，使用光伏設計軟件計算得出的順德地區的最佳傾角在20°左右。這與實驗結果有差別，產生這個差別的原因主要是設計軟件中采用的氣象數據與當地實際氣象數據有差別。因此，在做光伏系統設計時，既要使用光伏設計軟件進行模擬計算，也要結合當地實際氣象條件進行最終設計。同時，為了提高光伏系統設計軟件設計的精確度，需要及時更新光伏系統設計軟件中的氣象數據庫，并且需要優化軟件中計算最佳傾角的算法，使其設計出的最佳傾角更接近項目所在地真實最佳傾角。這樣，軟件設計的結論對光伏系統設計才更具有參考價值。

作者：趙杰陳榮榮 朱占利陳思銘單位：順德中山大學太陽能研究院 中山大學太陽能系統研究所內蒙古神舟光伏電力有限公司