一、傾斜面上的太陽輻射量
1.天空散射各向同性模型：Liu和Jordan(1963）模型
2.天空散射各向異性模型
（1）逐小時(shí)輻射量
*HDKR模型
*Perez模型
（2）月平均日輻射量
*Klein和Theilacker（1981）模型
以上計(jì)算非常復(fù)雜，2003年開始，在國家發(fā)改委/GEF/世界銀行中國可再生能源項(xiàng)目辦公室的支持下，我們收集了全國595個(gè)地區(qū)的長期氣象資料。根據(jù)Klein和Theilacker提出的計(jì)算傾斜面上月平均日太陽輻照量的方法，2006年研制開發(fā)完成了中國太陽輻射資料庫。
也可配合應(yīng)用NASA發(fā)表的衛(wèi)星測量太陽輻射資料，計(jì)算出世界各地不同方位、各種傾角的月平均太陽總輻照量。
顯然，方陣面上的太陽輻照量與當(dāng)?shù)鼐暥取⒅鄙漭椪樟吭诳傒椪樟恐械谋壤?、以及方位角、傾角等等因素有關(guān)。
對于不同方位各種傾角的方陣面上的太陽輻照量百分比，有的資料介紹按照多面體計(jì)算，其實(shí)這是不正確的。多面體各面的百分比僅僅是對于某個(gè)特定的地點(diǎn)才適用，其它地點(diǎn)由于緯度和直射與散射的比重不同，其百分比也不一樣。
有些文獻(xiàn)提出光伏方陣的安裝傾角等于當(dāng)?shù)鼐暥龋虍?dāng)?shù)鼐暥燃由?°~15°，這也是不合適的。實(shí)際上，即使緯度相同的兩個(gè)地方，其太陽輻照量及其組成也往往相差很大，如我國的拉薩和重慶地區(qū)緯度基本相同（僅差0·05。），而水平面上的太陽輻照量卻要相差一倍以上，拉薩地區(qū)的太陽直射輻照量占總輻照量的67.7％，而重慶地區(qū)的直射輻照量只占33.8％，實(shí)際上拉薩地區(qū)并網(wǎng)系統(tǒng)方陣最佳傾角是30°，而重慶地區(qū)是10°。
二、并網(wǎng)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.根據(jù)準(zhǔn)備安裝的太陽電池方陣的容量，進(jìn)行設(shè)計(jì)。要找出全年能夠得到最大發(fā)電量所對應(yīng)的方陣最佳傾角，并且計(jì)算出系統(tǒng)各個(gè)月份的發(fā)電量及全年的總發(fā)電量。方陣面上全年能接收到最大輻照量所對應(yīng)的傾角，就是并網(wǎng)光伏方陣的最佳傾角。地點(diǎn)確定后，其緯度和太陽輻射量分布就一定，不論容量大小，當(dāng)?shù)氐淖罴褍A角都相同。
2.根據(jù)用戶負(fù)載的用電量，在能量平衡的條件下確定所需要最小的太陽電池方陣容量及其安裝傾角。
三、離網(wǎng)（獨(dú)立）光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，牽涉因素較多，如設(shè)計(jì)不當(dāng)，并網(wǎng)系統(tǒng)一般只是影響發(fā)電量，而離網(wǎng)系統(tǒng)則可能根本無法正常工作。所以必須進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，原則是在充分滿足負(fù)載用電需要的前提下，盡量減少光伏方陣和蓄電池的容量，以達(dá)到可靠性和經(jīng)濟(jì)性的最佳結(jié)合的目標(biāo)。
由于離網(wǎng)系統(tǒng)在蓄電池充滿后，多余的能量無法利用，也就是在離網(wǎng)系統(tǒng)中，光伏系統(tǒng)所發(fā)出的電能有部分是無效的，所以離網(wǎng)系統(tǒng)全年發(fā)電量必須大于負(fù)載耗電量。
不同方陣傾角全年各月接收的太陽輻射照量分布情況不同，而且蓄電池的維持天數(shù)又不一樣。可以先假設(shè)一個(gè)傾角，計(jì)算滿足維持天數(shù)的最小方陣電流，然后改變傾角，反復(fù)進(jìn)行比較，最后得到方陣的最佳傾角和光伏方陣和蓄電池容量的最好組合。
可見，與并網(wǎng)系統(tǒng)不同，離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的方陣最佳傾角要根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載情況，蓄電池維持天數(shù)，當(dāng)?shù)靥栞椛淞糠植嫉葪l件來確定，不僅僅取決于地理及氣象資料，因此地點(diǎn)確定后，離網(wǎng)系統(tǒng)的方陣最佳傾角并不是常數(shù)。因此，推薦某個(gè)地方離網(wǎng)系統(tǒng)的方陣最佳傾角是不合適的。這與并網(wǎng)系統(tǒng)不一樣。
一個(gè)明顯的例子是光控太陽能路燈，其方陣傾角顯然應(yīng)該大于一般的太陽能路燈。所以，下面的列表我認(rèn)為是不妥當(dāng)?shù)摹?/p>
文章來源：上海電力學(xué)院
