[发明专利]一种基于正反面辐照量确定双面电池组件最佳倾角的方法

说明书

本发明公开了一种基于正反面辐照量确定双面电池组件最佳倾角的方法，首先基于双面电池组件倾角与太阳位置的关系，确立双面电池组件遮挡下的阴影区域和太阳位置的几何关系，建立双面电池组件遮挡下的非阴影区域、阴影区域与双面电池组件背面视角系数关系；然后根据水平面总辐射强度和水平面散射辐射强度，计算双面电池组件正面和背面的太阳总辐照强度，建立双面电池组件正面和背面的太阳总辐照强度与倾角的关系；最后，根据双面电池组件正面和背面一年的太阳总辐照量最大化选取最佳倾角。本发明能够为双面电池组件最佳安装倾角作出更好的判断和预测。

技术领域

本发明公开了一种基于正反面辐照量确定双面电池组件最佳倾角的方法，属于太阳能光伏系统应用技术领域。

背景技术

在太阳能行业内，随着各类太阳能电池的快速发展，太阳能电池的种类数量、发电效率等都日新月异，其中双面太阳能电池也不例外。不同于普通单面太阳能电池，双面电池组件的正背面同时工作使电池的输出功率、发电量等显著上升。同时，双面电池组件也使电池的安装方向、美观程度等有了更好的突破。

现有技术多为针对单面太阳能电池的研究，有关传统正面辐射量确定的方法有很多，但在双面电池组件背面辐射量的计算方面存在空缺。因此，双面电池组件背面辐射量模型的建立以及确定双面电池组件最佳倾角对当下的太阳能电池发展至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于正反面辐照量确定双面电池组件最佳倾角的方法，通过对双面电池组件组件阴影长度、两个平面间视角系数进行计算，最终得出双面电池组件背面辐射量的计算方式，继而选择最大化正面和背面辐照量，确定双面电池组件最佳安装倾角。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于正反面辐照量确定双面电池组件最佳倾角的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定双面电池组件与太阳位置关系；

2)确定双面电池组件在地面产生的阴影区域与太阳位置的几何关系；

3)计算双面电池组件遮挡下的非阴影区域、阴影区域与双面电池组件背面的视角系数；

4)计算双面电池组件正面与背面辐射，建立双面电池组件正面和背面的太阳总辐照强度与倾角的关系；

5)根据双面电池组件正面和背面一年内的总辐照量最大化选取最佳倾角。

前述的步骤1)，双面电池组件与太阳位置关系为：

双面电池组件南北向安装，且双面电池组件斜面在北半球朝向正南，则双面电池组件与太阳位置关系如下：

其中，θ_z为太阳天顶角，θ_i为太阳光线在倾斜面上的入射角，β为双面电池组件斜面与水平面的倾角，σ为太阳赤纬角，φ为纬度，为地纬角，γ_s为太阳方位角，θ_s为太阳高度角，满足θ_z+θ_s＝90°，

σ＝23.45sin[360°*(284+n)/365]，其中，n为一年中从1月1号开始的天数，

为太阳时角，ST为真太阳时，ST＝TBJ+(l_o-120)/15，TBJ为北京时间，l_o为双面电池组件安装地经度。

前述的步骤2)中，双面电池组件在地面产生的阴影区域与太阳位置的几何关系为：

双面电池组件宽度方向在地面投影大小c为：c＝Lsin(90°+θ_i)/sin(θ_i)，