光伏发电系统设计需考虑的因素

一、负载的特性和用电特点

有关负载特性和用电特点方面，设计人员需考虑的问题包括：负载是直流负载还是交流负载、负载是冲击性负载（如电动机、电冰箱等）还是非冲击性负载（如电热水器、直流灯等）、负载是仅在白天被使用还是在夜晚也被使用。

如负载是交流负载，相比直流负载需多考虑逆变器的设计。如负载是冲击性负载，在容量设计和设备选型时，应留有合理余量。如果负载仅在白天被使用，则可较少考虑蓄电池的配备，如果负载在夜晚也被使用，需需侧重考虑蓄电池的容量设计。

二、光伏阵列的方位角和倾角

光伏阵列的方位角是光伏阵列的垂直面（个人理解：该垂直面需同时与地面垂直）与正南方向的夹角（设定向东偏为负角度，向西偏为正角度）。一般，在北半球，光伏阵列的方位角为0°时（即光伏阵列朝向正南方向）时，太阳能电池发电量最大。

图片来源：中国慕课大学《光伏发电工程技术》

倾角是光伏阵列平面与水平地面的夹角。可使光伏阵列全年接收总辐射量最大（即光伏阵列全年发电量最大）时的倾角被称为最佳倾角。



图片来源：中国慕课大学《光伏发电工程技术》

离网光伏发电系统光伏阵列最佳倾角是使光伏阵列于所处地区辐射量最低月份获得辐射量最大的倾角。并网光伏发电系统光伏阵列最佳倾角是使光伏阵列全年发电量（或辐射量）最大的倾角。光伏水泵系统光伏阵列最佳倾角是使光伏阵列夏季发电量最大的倾角。

安装于屋顶的光伏阵列的倾角等于屋顶的倾角，安装于建筑物正面的光伏阵列倾角等于90°。

三、阴影对发电量的影响

如果光伏组件或光伏阵列不能被日光直接照射，只能被散射光照射，即存在阴影遮挡，则光伏组件或光伏阵列的发电量比无阴影时减少10%~20%。如果阴影持续时间较长，则可能产生的热斑效应，严重时可烧坏组件。因此光伏组件的安装需减少阴影遮挡。

当光伏发电系统被建设完毕后，需定期巡视组件光伏阵列，清洁、清除光伏组件表面及周边各类固定遮挡物。

四、最长连续阴雨天数

最长连续阴雨天数等于需要蓄电池向负载维持供电的天数，连续阴雨天数可直接影响蓄电池容量。在设计蓄电池容量时，需考虑第一个连续阴雨天结束后，蓄电池尚未充电完全，进入第二个连续阴雨天的情况，该情况下，蓄电池的容量需保证可在两个连续阴雨天的时间跨度内正常工作。

对于非重要用户或风光互补发电系统，最长连续阴雨天数的选择范围可处于3~7天之间。对于没有备用电源的重要负载（如移动通信这样的设备电源），最长连续阴雨天数的选择范围可定为7~15天。

五、峰值日照时数（含个人理解）

峰值日照时数是将当地的太阳能辐射量折算成标准测试条件下（1 000W/m2）的时数。

例如：某地某天的日照时间是9小时，但在9小时中，太阳的辐射强度不均为1 000W/m2，而是从弱到强、再从强到弱变化的，若测得这天累计的太阳辐射量是36000Wh/m2，则这天的峰值日照时数就是3.6h（36000÷1000）。

光伏发电系统的发电量以平均峰值日照时数为参考值，平均峰值日照时数是指某地一年或若干年峰值日照时数的平均值。

审核编辑：刘清