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屋顶朝向和倾角:发电量会差多少?

· 阅读约需5分钟 ·

看看屋顶朝向和倾角对光伏发电量的影响,每种情况都有数字,还有计算器可以试试你自己的屋顶。

屋顶朝向很重要,但没有想象的那么严重

面对一个不太理想的屋顶,最常见的问题是:“它朝错方向了吗?”答案通常没有担心的那么夸张。朝东或朝西的屋顶,仍能发出最佳情况下约90%的电。真正需要认真对待的,反而是完全背向赤道的屋顶,以及被树木和建筑遮挡的屋顶。

≈ 100%朝向赤道,倾角最佳
≈ 90%朝东或朝西
≈ 68%背向赤道

这些数字来自一个针对纬度30°、屋顶倾角30°的简单模型。它给出的是数量级,而不是发电量的承诺。

理想的朝向

太阳在赤道一侧停留的时间更长,所以最好让组件朝向那个方向。这里说的是以正午太阳的位置为准的真实方向,用指南针测得的磁方向可能有几度偏差。在热带以外的地区,规则很简单:

南半球

朝北

  • 正午太阳在北边
  • 指真北,而不是磁北
  • 朝东和朝西约损失10%

北半球

朝南

  • 正午太阳在南边
  • 指真南,而不是磁南
  • 朝东和朝西约损失10%
这条规则适用于热带以外的地区;靠近赤道时,朝向的影响很小。各项百分比来自图中的示例模型。

偏离理想朝向时的发电量(倾角30°)

理想朝向(0°)≈ 100%
偏离理想朝向45°≈ 97%
偏离90°(正东或正西)≈ 90%
偏离135°≈ 80%
偏离180°(相反一侧)≈ 68%

理想的倾角

全年发电最多的倾角接近当地纬度,略小一些。一个简单的近似是:纬度的绝对值乘以0.76,再加约3°(计算器会取整到整数度)。

0.76 × 30°纬度30°+3°修正≈26°理想倾角

不同倾角下的发电量(纬度30°,朝向赤道)

水平,无倾角(0°)≈ 92%
10°≈ 97%
26°(理想)100%
45°≈ 96%
60°≈ 86%
90°(墙面)≈ 51%

这条曲线在理想值附近非常平缓:偏差10°在这个模型里损失约1.2%。所以屋顶本身的角度通常就够用了。多数家庭没有必要为了追求最佳角度,专门加装支架把组件抬高或放平;这样做增加的成本,往往超过多发的那一点电。

试试你的屋顶

选择屋顶所在的纬度、倾角和朝向偏差。计算器会给出相对于最佳情况的发电量,以及当地的理想倾角。你可以先输入现有屋顶的数据,再试着改变倾角或朝向,看看发电量的变化有多大。

交互演示

探索朝向与倾角

选择纬度、倾角以及与理想朝向的偏差。结果基于简单模型,显示相对最佳情况的全年发电量还剩多少。

100%相对最佳情况的发电量
0%因朝向和倾角损失
26°该纬度的理想倾角

这是针对中纬度的简化示意模型。实际项目请使用当地的模拟工具,如PVGIS。

屋顶不理想怎么办

  • 东西两面:发电分散在上午和下午,适合早晚用电多的家庭
  • 分开的MPPT输入:把屋顶的每个坡面接到逆变器各自的输入上
  • 平屋顶:10°到15°的倾角几乎能达到理想发电量,还有助于减少前后排之间的遮挡(间距也有影响)
  • 多装几块:如果理想的屋顶没有空间,在较差的一侧多加一块组件通常花费不多
  • 遮挡比朝向影响更大:参见关于遮挡的文章

使用Editor Solar绘制系统图

下方是已载入本文示例的Editor Solar编辑器。您可以移动设备、修改标签、连接部件,并导出为PNG、SVG或PDF。所有操作都在浏览器中进行,无需付费。

一面朝东、一面朝西的双坡屋顶,各接逆变器自己的一路MPPT输入。

动手试试: 按你的屋顶调整两侧的组件数量,并在图上写出每个坡面的朝向。再记下每个坡面的倾角。

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