Optimum Tilt Angles for Photovoltaic Panels during Winter Months in the Vaal Triangle, South Africa

Optimizing the output power of a photovoltaic panel improves the efficiency of a solar driven energy system. The maximum output power of a photovoltaic panel depends on atmospheric conditions, such as (direct solar radiation, air pollution and cloud movements), load profile and the tilt and orientation angles. This paper describes an experimental analysis of maximizing output power of a photovoltaic panel, based on the use of existing equations of tilt angles derived from mathematical models and simulation packages. Power regulation is achieved by the use of a DC-DC converter, a fixed load resistance and a single photovoltaic panel. A data logger is used to make repeated measurements which ensure reliability of the results. The results of the paper were taken over a four month period from April through July. The photovoltaic panel was set to an orientation angle of 0? with tilt angles of 16?, 26? and 36?. Preliminary results indicate that tilt angles between 26? and 36? provide optimum photovoltaic output power for winter months in South Africa.

The Disagreement between Anisotropic-Isotropic Diffuse Solar Radiation Models as a Function of Solar Declination: Computing the Optimum Tilt Angle of Solar Panels in the Area of Southern-Italy

In this paper a simulation to maximize the global solar radiation on a sloped collecting surface was applied to typical latitudes in the area of southern Italy, to calculate the optimum tilt angle of solar panels on building structures or large photovoltaic power plants located in that geographical area. Indeed, the area of southern Italy and in particular Sicily and Calabria are the top of European locations for acquiring solar energy. Some models of diffuse solar irradiance were taken into account to determine panels inclinations that maximized the impinging solar radiation by means of global horizontal solar radiation data provided from the Italian Institute of ENEA (Italy). An algorithm was used for the simulation providing a set of tilt angles for each latitude. The optimum tilt angle values obtained from the simulation resulted to be strictly related to the model of diffuse solar radiation that was used. Indeed, the disagreement between the values obtained using anisotropic models of diffuse solar radiation and those obtained from the isotropic model resulted to decrease significantly with increasing solar declination, showing that the isotropic model can be reliable only in summer months.

Solar Energy Resource Characteristics of Photovoltaic Power Station in Shandong Province

[Objective] The aim was to analyze characters of solar energy in photo- voltaic power stations in Shandong Province. [Method] The models of total solar radiation and scattered radiation were determined, and solar energy resources in pho-tovoltaic power stations were evaluated based on illumination in horizontal plane and cloud data in 123 counties or cities and observed information in Jinan, Fushan and Juxian in 1988-2008. [Result] Solar energy in northern regions in Shandong proved most abundant, which is suitable for photovoltaic power generation; the optimal angle of tilt of photovoltaic array was at 35°, decreasing by 2°-3° compared with local latitude. Total solar radiation received by the slope with optimal angle of tilt exceeded 1 600 kw.h/（m2.a）, increasing by 16% compared with horizontal planes. The maximal irradiance concluded by WRF in different regions tended to be volatile in 1 020-1 060 W/m2. [Conclusion] The research provides references for construction of photovoltaic power stations in Shandong Province.

基于耦合辐射模型的太阳能集热器倾角优化研究

为了使太阳能集热器获得更多的太阳辐射量,须对集热器倾角进行优化。文章在建立倾斜面太阳辐射计算模型的基础上,分别优化直接辐射、散射辐射的计算过程。以太阳能集热器运行期间倾斜面接收最大辐射量为求解目标,借助MATLAB对集热器倾角进行优化分析,得到月度最佳倾角和年度最佳倾角。其中天津地区的太阳能集热器年度最佳倾角为36.3°,比当地纬度略小;月度最佳倾角为10~64°,表现为夏季小冬季大的特点。相较于水平放置,在年度最佳倾角和月度最佳倾角下,太阳能集热器接收的年太阳辐射量可分别增加12.4%,17.3%;相较当地纬度作为倾角时,以月度最佳倾角值逐月调整接收的太阳辐射量可增加5.0%。分别以广州、拉萨、济南和长春为例,计算得到上述地区的年、月最佳倾角。对不同地区进行对比分析发现,直接辐射占比较高的地区逐月改变最佳倾角可获得更高的能量增益。

固定式光伏方阵最佳倾角

负荷全年均衡分布的光伏系统,在确定固定式光伏方阵的最佳倾角时,应综合考虑方阵面上太阳辐照度的连续性、均匀性和极大性,还应考虑系统的经济性,使所用太阳电池和蓄电池最少。对我国部分地区光伏方阵的最佳倾角进行了计算和分析。

并网光伏系统性能精细化评估方法研究

为综合评估并网光伏电站性能和效益，从太阳能资源和并网光伏系统运行角度引入、整合了一套完整的指标体系，探讨光伏发电潜能计算方法。利用武汉站近30a（1981～2011年）气象资料、华中科技大学并网光伏电站（2010年1月～2011年12月）及湖北省气象局并网光伏电站（2011年4月～2012年3月）电量资料，对武汉市太阳资源分布特征和两座分布式并网光伏发电系统进行综合评价，结果表明：1）武汉近30a年平均总辐射量为1151．2kWh／m2，平均直射比为0．41，属于散射辐射较多地区；2）武汉近30a平均最佳倾角为15。，最佳倾角斜面总辐射量1175．OkWh／m2，理论发电时数1175．0h；3）华中科技大学并网光伏系统以40。倾角安装，2010～2011年实际工况下两年平均PR（系统效率）为65．5％，阵列效率为9．8％，系统能效比为9．3％，容积因子为8．8％；湖北省气象局多品硅并网光伏系统以15°倾角安装，实际工况下年平均朋为73．5％，阵列效率为11．5％，系统能效比为10．7％，容积因子为10．1％；4）武汉以近30a平均最佳倾角为15°安装的屋顶分布式并『斓光伏系统，每kW装机容量的年上网电量约为863．6kWh。

固定式光伏方阵最佳倾角的计算与分析

利用太阳辐射量和天空散射各向异性的模型,分析固定式光伏方阵最佳倾角,计算出7种不同倾角下的各月日总辐射量和平均日辐射量。在确定最佳倾角时,以夏半年和冬半年方阵面上接收到的平均日辐射量H1和H2为依据,呈现出H1和H2随倾角变化的曲线。结果表明,夏半年平均日辐射量H1随倾角的增大逐渐减小,冬半年的平均日辐射量H2随着倾角的增大呈现出先增后减的趋势,并在某个倾角处出现最大值。分别以张掖、拉萨、广州为例,计算上述地区不同倾斜面上的平均日辐射量,经过分析比较最终确定张掖、拉萨、广州地区的最佳倾角。

南京地区固定式安装太阳能电池板最佳倾角设计

对于固定安装的光伏电池板,其倾角的选择直接影响到所接收到的太阳辐射量,从而决定着太阳能利用系统的性能。本文在获得南京地区辐射资料的基础上,采用太阳辐射量气象学模型,针对任意方位角固定式安装的光伏电池板给出了最佳倾角的计算结果。该结果可为南京地区太阳能系统的设计与安装提供理论依据,并为相近地区太阳辐射量计算提供参考。

基于统计分析的光伏并网发电系统最佳倾角的计算与实验研究

在设计光伏发电系统时,首先要解决的问题就是要确定光伏方阵的倾角,并由此估算照射到方阵面上的太阳辐射量。本文根据倾斜面上辐射量的计算理论建立了计算模型,提出对每天各倾角下倾斜面辐射量数据进行统计分析的方法得到年最佳倾角和月最佳倾角,设计了软件流程并使用Labview语言设计了计算软件,通过该软件可得到最佳倾角和总辐射量等数据。进一步搭建了人工倾角调节式光伏并网发电实验系统,通过长时间连续实验对比相同硬件环境下月最佳倾角和年最佳倾角下发电量的差异,与本文计算结果吻合。该计算方法可为光伏并网发电系统的优化设计提供算法支持和理论保障。

再论固定式光伏方阵最佳倾角的分析——兼评“固定式光伏方阵最佳倾角”

负载全年均衡分布的独立固定式光伏方阵,在确定最佳倾角时应综合考虑方阵面上太阳辐射量的连续性、均匀性和极大性。最佳倾角与现场的地理位置及气象条件有关,而与负载大小、太阳电池及蓄电池容量等因素无关。

太阳能小屋的设计

文章针对山西大同市的地理位置和气象数据条件,利用一系列优化方法对规定尺寸的小屋合理铺设光伏电池,进而讨论太阳能小屋的投资收益.得出了架空方式比贴附方式降低投资回收年限,效果更优.同时也设计出了满足一定要求的太阳能小屋,该设计降低了成本,收益却更大.

固定太阳能装置最佳倾角的设计研究

对于固定太阳能装置,其倾角的选择直接影响到所接收到的太阳辐射量,从而决定着太阳能利用系统的性能。本文利用青海地区辐射及气象数据,采用Hay模型,针对各类固定太阳能装置设计出了最佳倾角的计算结果。该结果可为青海地区太阳能系统的设计与安装提供理论依据与参考。

光伏发电技术与建筑结合的设计应用

分析了光伏建筑一体化系统的组成形式与特点,并以辽宁太阳能研究应用有限公司的各种光伏建筑为例进行了阐述。提出光伏建筑一体化的设计步骤,给出该系统的设计原则。提出在光伏建筑一体化系统设计中需要考虑的四点关键因素,最后对光伏建筑行业的发展进行了预测。

太阳能小屋的设计

建立以光伏电池在寿命期内总利润最大的数学模型,展开对太阳光直射、散射和反射辐射量的分析,获得理论上的最大赢利方案,再结合小屋墙面和屋顶的形状,选取光伏电池的最优安装方式。针对架空方式安装光伏电池,以总辐射最大为目标,确定了安置光伏电池的最佳倾角。在此基础上设计新的太阳能小屋,并在满足相关建筑要求的前提下,取得了优化的效果。