| 固定安裝式太陽電池陣列 |
Fixed-Mounted Solar Array |
| 太陽能電池的固定安裝 |
大多數(shù)太陽電池采用固定安裝，為了獲得較強的太陽光輻射，由電池組件組成的電池板應(yīng)向南方傾斜（北半球），用支架支撐固定，與地面角度為本地緯度值最好，對于在屋頂安裝，也要盡量滿足這個要求。 圖1是常用的地面安裝固定方式示意圖，采用雙排立柱（支架）固定電池板。 |
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圖2是采用單排立柱（支架）固定電池板（為顯示支架結(jié)構(gòu)，電池組件以半透明顯示）。 |
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圖3是采用三角形支架固定電池板。 |
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固定安裝費用少，結(jié)實可靠，圖4是網(wǎng)絡(luò)上的大型太陽電池方陣照片，是由許多固定安裝的太陽能電池陣列組成。 |
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太陽能光伏電站往往由多塊電池陣列組成，陣列間的距離對電站的輸出功率和轉(zhuǎn)換效率有較大的影響，如安裝不妥，后排的太陽光將被前排遮擋。與陣列間距密切相關(guān)的是太陽高度角。太陽高度角是指對于地球上的某個地點在某一時刻太陽光的入射方向線和地平面之間的夾角；太陽方位角是陽光的入射方向線在地面的投影線與南北方向線間的夾角。 圖5是計算太陽能電池板間距的示意圖，L為電池陣列的高度，其南北方向影子的長度為Ls（到后面陣列的距離）。一般來說，為使太陽電池輸出功率不受影響，應(yīng)保證在影子最長的冬至日，從午前9:00 至午后15: 00，前板的影子不會遮擋后板。冬至?xí)r太陽能電池板安裝地點在9時或15時的太陽高度角h與太陽方位角α可通過計算得到，由于計算較復(fù)雜，這里不做介紹。可以查閱“冬至太陽位置圖表（請另找資料）”得到。根據(jù)這些數(shù)據(jù)可計算出影子的倍率R: |
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式中: R——— 影子倍率 L——— 陣列高度 Ls——— 影子長度 h——— 太陽高度角 α——— 太陽方位角 e-——組件最低點與地面距離，不宜低于0.3m |
圖5--太陽能電池板間距計算圖 |
根據(jù)上式 LS = L·ctgh·cosα 即可計算出間距Ls。下表為計算出的間距（影子倍率）供大家參考。 |
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| 太陽能電池在建筑物上安裝 |
一般住宅可把太陽能電池板固定安裝在朝陽面的屋頂，見圖6。 |
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大面積的平頂建筑物非常適宜鋪裝太陽能電池板，在緯度較低的地區(qū)可直接平鋪，見圖7。 |
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在緯度較高的地區(qū)的平頂建筑物宜將太陽能電池板向南傾斜安裝，見圖8。 |
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| 在緯度較高的地區(qū)，可在朝南（北半球）墻面安裝太陽能電池板，見圖9。 |
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把薄膜太陽能電池夾在玻璃板中間制作成光伏幕墻，把幕墻安裝在建筑物外表，這樣的建筑物稱為光伏建筑，是目前所有利用太陽能的方式中最重要、最理想、最具應(yīng)用前景的技術(shù)之一。圖10為光伏幕墻建筑。 |
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安裝太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)的基本條件 |
對于家用或小型太陽能發(fā)電裝置主要根據(jù)需要并參考當?shù)靥柕妮椪諚l件進行建設(shè)，但對較大的光伏電站，要考慮的條件就較多了。 |
| 日照條件 |
| 太陽能系統(tǒng)設(shè)計不僅要考慮直射到電池板太陽輻射強度值，也需要年平均太陽輻射總能量值（MJ/m2a）與年日照時數(shù)（h），這是考慮太陽能系統(tǒng)的經(jīng)濟效益的主要參考值。我國將太陽能資源分為4個等級，見下表。 |
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| 中國的太陽能資源較豐富，有三分之二以上地區(qū)的年太陽輻照量超過5000MJ/m2，年日照時數(shù)在2200h（小時）以上。 |
| 環(huán)境條件 |
| 可提供的場地，包括屋頂、墻面，保證光伏電站所需的空間與安裝條件。對于并網(wǎng)型光伏電站還要考慮與輸電線路的距離（包括變電站）。 |
| 氣象條件 |
1. 溫度：太陽能電池具有較大的溫度系數(shù)，較大的光伏電站采用較多組件并串輸出高達數(shù)百伏的電壓，對于一個輸出800V的電池陣列，當溫度從常溫降至-20度時開路電壓降增加15%，將增加120V左右，輸出功率也增加許多，在最大功率點跟蹤與逆變器容量方面要充分考慮溫度的變化。溫度升高時電池板的散熱也是問題，散熱不好會使輸出功率進一步減少。 2、風速 ：根據(jù)當?shù)氐娘L速、風向計算風壓，風壓值將直接影響電池板支架與基礎(chǔ)的設(shè)計與安裝。 3、降水與降雪：組件下沿的高度一定要高于最大積雪深度，不然可能存在組件被埋在雪里的可能；積雪深度還用來計算雪壓值。 冰雹多發(fā)區(qū)要考慮電池板的承受能力。 干旱地區(qū)蒸發(fā)量遠大于降水量，水源多來自水井，需開挖深水井，還可能是有腐蝕性的堿性水，這對清洗板子都成問題。 4、惡劣天氣：進行避雷方案設(shè)計時需參考多年平均雷暴日數(shù)；多年平均沙塵暴日數(shù)、多年平均揚沙日數(shù)決定光伏電站的清洗頻率；灰塵遮擋與多年平均霾日數(shù)也是造成系統(tǒng)效率損失的重要參考值。 5、凍土深度：在進行設(shè)計時，電池板支架基礎(chǔ)的深度要在凍土層以下，以保證支架基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。 |
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