CN105490619A - 一种确定光伏组件最佳安装倾角的方法及所使用的多角度光伏数据采集箱 - Google Patents

一种确定光伏组件最佳安装倾角的方法及所使用的多角度光伏数据采集箱 Download PDF

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吴淼
陈树拳
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Abstract

本发明属于太阳能光伏应用技术领域，具体公开一种确定光伏组件最佳安装倾角的方法及其所使用的多角度光伏数据采集箱。所述方法步骤是预确定项目所在地点光伏组件最佳倾角β1；(2)根据最佳倾角β1，±1,2,3...n定出2n+1个角度作为光伏组件倾斜角度，n为自然数；(3)设置好2n+1块光伏组件按上述(2)中倾斜角度安装发电，采集其发电数据，在累计辐照达到10kWh/m2，比较各光伏组件的发电量；(4)最大发电量对应组件倾角即为本项目所在地点光伏组件最佳安装倾角。本发明所述的方法通过多个MPPT控制器采集监控不同倾斜角度的组件发电性能，比较分析确定最佳组件安装倾角，使光伏系统发电性能实现最大优化，有效提升光伏系统发电量。

Description

一种确定光伏组件最佳安装倾角的方法及所使用的多角度光伏数据采集箱
技术领域
本发明专利属于太阳能光伏应用技术领域，具体公开一种确定光伏组件最佳安装倾角的方法及其所使用的多角度光伏数据采集箱，用于采集光伏数据，确定最佳组件安装倾角。
背景技术
太阳能清洁高效，太阳能发电技术作为利用新能源发电的主要形式之一，是缓解能源紧张的一条有效途径，具有非常重要的意义。当前，国内外光伏电站发展迅猛，2014年全球光伏安装量约为45GW。
由于光伏电站所在区域气候环境的不同，各地光伏电站的组件最佳安装倾角有所不同，因此，如何提升光伏电站发电量是光伏行业面临着的一个重要问题，针对特定的光伏电站安装地点，确定组件安装倾角对于提升光伏电站的发电量具有十分重要的意义。
如何采集并监控不同倾角组件的发电性能，从而为光伏电站提供参考，实现光伏电站发电量优化，实现节能减排的目的，因此，研发一种能实现采集并监控不同倾角组件的多角度光伏数据采集箱变得尤为迫切。
发明内容
本发明是克服上述现有技术的不足，公开一种确定光伏组件最佳安装倾角的方法，该方法光伏组件发电数据采集与监控技术相结合，可广泛应用于全球各地的光伏发电站，在光伏电站建设前期或电站后期维护中，采集监控不同倾角组件的发电性能，为光伏电站提供参考，实现光伏电站发电量的优化，实现节能减排的目的。
为了实现上述第一技术目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的：
本发明所述的一种确定光伏组件最佳安装倾角的方法，其具体步骤是：
(1)参考GB50797附录B光伏阵列最佳倾角参考值预确定项目所在地点光伏组件最佳倾角β1；
(2)根据最佳倾角β1，±1,2,3...n定出2n+1个角度作为光伏组件倾斜角度，n为自然数，n的取值范围是10-20；
(3)设置好2n+1块光伏组件按上述(2)中倾斜角度安装发电，采集其发电数据，在累计辐照达到10kWh/m2，比较各光伏组件的发电量；
(4)最大发电量对应组件倾角即为本项目所在地点光伏组件最佳安装倾角。
本发明还公开了一种确定光伏组件最佳安装倾角的方法所使用的多角度光伏数据采集箱，该数据采集箱将光伏组件发电数据采集与监控技术相结合，可广泛应用于全球各地的光伏发电站，在光伏电站建设前期或电站后期维护中，采集监控不同倾角组件的发电性能，为光伏电站提供参考，实现光伏电站发电量的优化，实现节能减排的目的。
为了实现上述第二技术目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的：
本发明所述的一种多角度光伏数据采集箱，包括箱体，所述箱体上设有对应连接若干光伏组件的若干输入接口，所述箱体内对应设有与各光伏组件一一对应连接的MPPT控制器，各MPPT控制器并联连接后通过接线端子连接蓄电池和负载，所述箱体上还设有输出端口，各MPPT控制器并联连接后通过输出端口将采集数据输出到外部控制系统，实时采集、监测、记录储存不同倾角的光伏组件的发电性能。
作为上述技术的进一步改进，所述输入接口为含20～40个，所述光伏组件可以不同倾斜角度安置，其发电参数供各输入接口对应采集。
作为上述技术的更进一步改进，所述MPPT控制器连接不同倾角的光伏组件与蓄电池，控制光伏组件对蓄电池与负载的充、放电。
在本发明中：所述蓄电池用来储蓄光伏组件发出的负载消化不了的电能，所述蓄电池的电压为6～24V，容量是10～600Ah。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明所述的多角度光伏数据采集箱由于将每块光伏组件连接一个MPPT控制器，通过控制器控制光伏组件对蓄电池与负载的充、放电，再通过外部监控系统实时采集、监测、记录储存光伏组件的发电性能，监控软件能够通过通信协议将控制器检测的数据导出，通过微积分算法，将每日的发电量记录，检测数据保存于指定存储位置。通过数据比较可以得到一系列不同倾斜角度组件的发电性能，根据发电性能进而确定测试所在地的光伏组件的最佳安装倾角；
(2)本发明中通过配备蓄电池，用于储蓄光伏组件发出的负载消耗不了的电能，实现节能减排的目的。
附图说明
图1是本发明所述的确定光伏组件最佳安装倾角流程图；
图2是本发明所述的多角度光伏数据采集箱结构示意图。
图3是本发明所述的多角度光伏数据采集箱外观图。
图4是本发明中光伏组件功率曲线图；
图5是本发明中控制器控制算法原理说明图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的一种确定光伏组件最佳安装倾角的方法，其具体步骤是：
(1)参考GB50797附录B光伏阵列最佳倾角参考值预确定项目所在地点光伏组件最佳倾角β1；
(2)根据最佳倾角β1，±1,2,3...n定出2n+1个角度作为光伏组件倾斜角度，n为自然数；
(3)设置好2n+1块光伏组件按上述(2)中倾斜角度安装发电，采集其发电数据，在累计辐照达到10kWh/m2，比较各光伏组件的发电量；
(4)最大发电量对应组件倾角即为本项目所在地点光伏组件最佳安装倾角。
下表(一)为GB50797附录B光伏阵列最佳倾角参考值：
表(一)
如图2、图3所示，本发明所述的一种多角度光伏数据采集箱，包括箱体1，所述箱体1上设有对应连接若干光伏组件2的若干输入接口3，所述箱体1内对应设有与各光伏组件2一一对应连接的MPPT控制器4，各MPPT控制器4并联连接后通过接线端子5连接蓄电池6和负载7，所述箱体1上还设有输出端口8，各MPPT控制器4并联连接后通过输出端口8将采集数据输出到外部控制系统9，所述输出端口8，可以将采集数据输出到外部控制系统，实时采集、监测、记录储存各光伏组件2的发电性能，监控软件能够通过通信协议将各MPPT控制器4检测的数据导出，通过微积分算法，将每日的发电量记录，检测数据保存于指定存储位置。所述光伏组件包括晶体硅光伏组件与非晶硅薄膜光伏组件。
所述输入接口3为含20～40个，所述光伏组件2可以不同倾斜角度安置，其发电参数供各输入接口3对应采集。
所述MPPT控制器4连接不同倾角的光伏组件2与蓄电池6，控制光伏组件2对蓄电池6与负载7的充、放电。所述蓄电池6用来储蓄光伏组件2发出的负载7消化不了的电能，所述蓄电池6的电压为6～24V，容量是10～600Ah。
如图4、图5所示，所述MPPT控制器4采用功率跟踪的方法，也称爬坡法，MPPT控制器4控制算法原理如下：基本原理是，MPPT控制器4通过采集光伏组件2的直流电压值和直流电流值，计算出当前的输出功率，由当前的输出功率P和上次记忆的输出功率P’来控制调整输出电压值，使MPPT控制器控制器4始终跟踪光伏组件的最大输出功率点，最终达到对光伏组件的最大功率输出。
在本发明中，MPPT控制器4通过卸荷电路，一部分以热量的的形式消耗掉，一部分将电能供给散热风扇使用，保持控制箱内温度。
本发明并不局限于上述实施方式，凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意味着包含这些改动和变型。

Claims (6)

1.一种确定光伏组件最佳安装倾角的方法，其具体步骤是：
(1)参考GB50797附录B光伏阵列最佳倾角参考值预确定项目所在地点光伏组件最佳倾角β1；
(2)根据最佳倾角β1，±1,2,3...n定出2n+1个角度作为光伏组件倾斜角度，n为自然数；
(3)设置好2n+1块光伏组件按上述(2)中倾斜角度安装发电，采集其发电数据，在累计辐照达到10kWh/m2，比较各光伏组件的发电量；
(4)最大发电量对应组件倾角即为本项目所在地点光伏组件最佳安装倾角。
2.根据权利要求1所述的确定光伏组件最佳安装倾角的方法，其特征在于：上述步骤(2)中n为10-20。
3.一种确定光伏组件最佳安装倾角的方法所使用的多角度光伏数据采集箱，其特征在于：包括箱体，所述箱体上设有对应连接若干光伏组件的若干输入接口，所述箱体内对应设有与各光伏组件一一对应连接的MPPT控制器，各MPPT控制器并联连接后通过接线端子连接蓄电池和负载，所述箱体上还设有输出端口，各MPPT控制器并联连接后通过输出端口将采集数据输出到外部控制系统，实时采集、监测、记录储存不同倾角的光伏组件的发电性能。
4.根据权利要求3所述的确定光伏组件最佳安装倾角的方法所使用的多角度光伏数据采集箱，其特征在于：所述输入接口为含20～40个，所述光伏组件可以不同倾斜角度安置，其发电参数供各输入接口对应采集。
5.根据权利要求3所述的确定光伏组件最佳安装倾角的方法所使用的多角度光伏数据采集箱，其特征在于：所述MPPT控制器连接不同倾角的光伏组件与蓄电池，控制光伏组件对蓄电池与负载的充、放电。
6.根据权利要求3所述的确定光伏组件最佳安装倾角的方法所使用的多角度光伏数据采集箱，其特征在于：所述蓄电池用来储蓄光伏组件发出的负载消化不了的电能，所述蓄电池的电压为6～24V，容量是10～600Ah。
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