光伏组件朝向与倾角设计浅析

 光伏的发电效率与组件的朝向与倾角有很大关系，一般来说，正南向和最佳倾角发电效率最高，但受地形条件和用地面积的限制，组件的朝向和倾角需进行取舍，使项目切实可行并实现最佳效益。

一、屋顶光伏

屋顶光伏根据屋面坡面形式分为平屋顶和坡屋顶(平屋顶坡度一般为1%-3%，坡屋顶坡度一般大于10%)。

平屋顶常见屋顶材料为水泥混凝土和彩钢瓦。对于混凝土屋面，支架可采用配重，预埋钢筋，植入钢筋，结构胶粘结。配重块，钢筋形式都能承受较大的荷载，组件可采用一定倾角布置;结构胶形式承担荷载较小，组件一般贴屋面布置。当组件采用一定倾角布置时，朝向为正南，倾角大小要进行比较分析确定。拿北京地区为例，最佳倾角约为36度，辐射量为1589KWH/㎡。

倾角减小为22度时，辐射减小2.3%，倾角减少为10%时，辐射减少7.6%。再计算不同角度下的面积损失即容量损失，可得下表。

根据屋顶租金在总投资中的比重可核算出不同倾角下的收益率以及25年收益，从而选出实现最佳效益的倾角方案。

坡屋顶屋面可分为平瓦屋面和波形瓦屋面，常见的彩钢瓦居多，固定形式主要采用专用夹具固定。组件一般沿屋面布置。朝向和倾角随屋顶形式变动时，除考虑隐形遮挡外，还需考虑东、西向布置产生的发电量损失是否满足收益率要求。

二、地面光伏

地面光伏可分为平地光伏和坡地光伏，平地光伏因地面租金较低，一般采用正南方向，最佳倾角布置可提高站区收益。坡地光伏较为复杂，一般来说，超过30度的山坡地建设难度较为困难，不适合组件铺设了。东西向的坡向需核算经济效益是否可满足要求。

山地光伏较为复杂，可先划分为不同的坡面，组件的朝向与坡面的朝向是一致的，很多设计软件强制组件朝向正南，与实际是相悖的，因为组件的支架高度虽然可以调整，但也是十分有限。实际情况是与坡向一致加了一个向南的倾角。因此，需要对各个朝向的坡面进行最佳倾角计算，然后复核最佳倾角下的收益(山地租地费用较低，可忽略成本)，从而确定可利用的山地坡面。