一、倾斜面上的太阳辐射量

1.天空散射各向同性模型：Liu和Jordan(1963）模型

2.天空散射各向异性模型

（1）逐小时辐射量

*HDKR模型

*Perez模型

（2）月平均日辐射量

*Klein和Theilacker（1981）模型

以上计算非常复杂，2003年开始，在国家发改委/GEF/世界银行中国可再生能源项目办公室的支持下，我们收集了全国595个地区的长期气象资料。根据Klein和Theilacker提出的计算倾斜面上月平均日太阳辐照量的方法，2006年研制开发完成了中国太阳辐射资料库。

也可配合应用NASA发表的卫星测量太阳辐射资料，计算出世界各地不同方位、各种倾角的月平均太阳总辐照量。

显然，方阵面上的太阳辐照量与当地纬度、直射辐照量在总辐照量中的比例、以及方位角、倾角等等因素有关。

对于不同方位各种倾角的方阵面上的太阳辐照量百分比，有的资料介绍按照多面体计算，其实这是不正确的。多面体各面的百分比仅仅是对于某个特定的地点才适用，其它地点由于纬度和直射与散射的比重不同，其百分比也不一样。

有些文献提出光伏方阵的安装倾角等于当地纬度，或当地纬度加上5°~15°，这也是不合适的。实际上，即使纬度相同的两个地方，其太阳辐照量及其组成也往往相差很大，如我国的拉萨和重庆地区纬度基本相同（仅差0·05。），而水平面上的太阳辐照量却要相差一倍以上，拉萨地区的太阳直射辐照量占总辐照量的67.7％，而重庆地区的直射辐照量只占33.8％，实际上拉萨地区并网系统方阵最佳倾角是30°，而重庆地区是10°。

二、并网光伏系统设计

1.根据准备安装的太阳电池方阵的容量，进行设计。要找出全年能够得到最大发电量所对应的方阵最佳倾角，并且计算出系统各个月份的发电量及全年的总发电量。方阵面上全年能接收到最大辐照量所对应的倾角，就是并网光伏方阵的最佳倾角。地点确定后，其纬度和太阳辐射量分布就一定，不论容量大小，当地的最佳倾角都相同。

2.根据用户负载的用电量，在能量平衡的条件下确定所需要最小的太阳电池方阵容量及其安装倾角。

三、离网（独立）光伏系统的设计

离网光伏系统的设计比较复杂，牵涉因素较多，如设计不当，并网系统一般只是影响发电量，而离网系统则可能根本无法正常工作。所以必须进行优化设计，原则是在充分满足负载用电需要的前提下，尽量减少光伏方阵和蓄电池的容量，以达到可靠性和经济性的最佳结合的目标。

由于离网系统在蓄电池充满后，多余的能量无法利用，也就是在离网系统中，光伏系统所发出的电能有部分是无效的，所以离网系统全年发电量必须大于负载耗电量。

不同方阵倾角全年各月接收的太阳辐射照量分布情况不同，而且蓄电池的维持天数又不一样。可以先假设一个倾角，计算满足维持天数的最小方阵电流，然后改变倾角，反复进行比较，最后得到方阵的最佳倾角和光伏方阵和蓄电池容量的最好组合。

可见，与并网系统不同，离网光伏系统的方阵最佳倾角要根据系统负载情况，蓄电池维持天数，当地太阳辐射量分布等条件来确定，不仅仅取决于地理及气象资料，因此地点确定后，离网系统的方阵最佳倾角并不是常数。因此，推荐某个地方离网系统的方阵最佳倾角是不合适的。这与并网系统不一样。

一个明显的例子是光控太阳能路灯，其方阵倾角显然应该大于一般的太阳能路灯。所以，下面的列表我认为是不妥当的。

附录B 光伏阵列最佳倾角参考值

来源：上海电力学院