? ? ? ?在文章開始之前，首先我先拋出來幾個(gè)概念：“傾角”、“真實(shí)傾角”、“輻射量最佳傾角”、“發(fā)電量最佳傾角”。小伙伴們是否對(duì)上面幾個(gè)概念可能有些懵，我們熟知的“傾角”到底是哪個(gè)概念？別慌，讓我來慢慢解釋。
? ? ? ? 這個(gè)概念其實(shí)是一個(gè)比較寬泛的概念，他包含了“真實(shí)傾角”、“輻射量最佳傾角”和“發(fā)電量最佳傾角”的概念。
? ? ? ? 說到“真實(shí)傾角”，這時(shí)候小伙伴們可能就有些疑問了，為什么還會(huì)出來這個(gè)概念？還有不真實(shí)的傾角嗎？我們?cè)谄降厣闲陆ㄒ粋€(gè)矩形面作為光伏方陣，并同時(shí)給他一個(gè)“傾角”30°，此時(shí)如果我們?cè)凇逼叫型队啊跋氯タ此捻斠晥D，它是一個(gè)矩形（如下圖所示），此時(shí)的真實(shí)傾角為30°。
? ? ? ?但是對(duì)于山地光伏項(xiàng)目來講，山體會(huì)存在東西方向的坡度。如果我給這個(gè)光伏方陣一個(gè)東西方向的傾斜角度作為山體的傾斜角度，此時(shí)如果我們?cè)凇逼叫型队啊跋略偃タ此捻斠晥D，它就變成了一個(gè)平行四邊形（如下圖所示），此時(shí)該方陣就會(huì)有一個(gè)真實(shí)傾角，這個(gè)傾角大于30°，同時(shí)方位角也會(huì)受到影響發(fā)生偏轉(zhuǎn)，對(duì)應(yīng)一個(gè)真實(shí)方位角，該傾角和方位角的變化會(huì)影響斜面輻射量。
① 使用Candela3D軟件中的“方陣統(tǒng)計(jì)分析”功能可以對(duì)方陣“真實(shí)傾角”及“真實(shí)方位角”進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并且可以查找以上兩項(xiàng)任意范圍內(nèi)的光伏方陣位置。
② 使用Candela3D軟件中的“導(dǎo)出到PVsyst”功能將該模型導(dǎo)入至PVsys中的“Near Shading”后，在該界面顯示的“Fields tilt”和“Fields aizimuth”顯示的為“真實(shí)傾角”及“真實(shí)方位角”的平均值，PVsyst中計(jì)算傾斜面輻射量也會(huì)使用這個(gè)數(shù)值，而不是在山地布置里設(shè)置的“傾角”和“方位角”。
? ? ? ? 我們以一個(gè)項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目位于山東省日照市，經(jīng)緯度為：N35.90；E119.04。使用PVsyst計(jì)算在水平面情況下不同“傾角”下光伏方陣在傾斜面接受的輻射量及輻射量損失比如下表所示（單位kWh/m2）。
? ? ? ? 此時(shí)在水平面傾角為30°的情況下，光伏方陣所接受的輻射量最大，為1553kWh/m2，此時(shí)我們定義該傾角為“輻射量最佳傾角”。
此時(shí)對(duì)于“輻射量最佳傾角”有以下兩個(gè)注意點(diǎn)：① 該角度為平地時(shí)相對(duì)于水平面的角度；
② 該角度計(jì)算前提為在任意時(shí)間段內(nèi)方陣前后左右都沒有遮擋。
? ? ? ? 此時(shí)有很多小伙伴會(huì)把這個(gè)傾角當(dāng)成最終采用的傾角，不管對(duì)于平地項(xiàng)目或者是山地項(xiàng)目，這種做法的系統(tǒng)優(yōu)化程度是比較低的。因?yàn)檫@種情況下一般僅考慮了獨(dú)立的光伏方陣，也就是不會(huì)產(chǎn)生前后排的陰影遮擋。因此，我們需要進(jìn)行傾角的二次優(yōu)化。
對(duì)于傾角的二次優(yōu)化，可以分為以下兩個(gè)步驟：① 通過“輻射量最佳傾角”布置方陣，確定方陣的前后間距及系統(tǒng)容量；
② 在確保方陣前后間距及系統(tǒng)容量的前提下，按適當(dāng)步長(zhǎng)減小傾角，并算出每個(gè)傾角對(duì)應(yīng)的發(fā)電量，確定發(fā)電量最大時(shí)候?qū)?yīng)的傾角為“發(fā)電量最佳傾角”。
對(duì)于平地項(xiàng)目，我們可以通過PVsyst中自帶傾角二次優(yōu)化功能完成傾角的二次優(yōu)化，從而確定出“發(fā)電量最佳傾角”。使用PVsyst的二次優(yōu)化功能可以設(shè)定傾角和間距兩個(gè)同時(shí)作為優(yōu)化條件，但雙條件的優(yōu)化在山地項(xiàng)目中適應(yīng)性不佳。
? ? ? ? ?對(duì)于山地項(xiàng)目，PVsyst中自帶的優(yōu)化功能完成不了，可采用Candela3D配合PVsyst的形式，使用Candela3D軟件中“傾角修改”功能完成。
使用Candela3D中“傾角修改”功能確定“發(fā)電量最佳傾角”步驟如下：① 使用“傾角修改”功能，選擇“修改全部方陣傾角“，并輸入相關(guān)修改值，點(diǎn)擊確定即可；
② 使用“導(dǎo)出到PVsyst”功能導(dǎo)出h2p或dae格式的模型，并將其導(dǎo)入到PVsyst中，并同時(shí)計(jì)算其對(duì)應(yīng)發(fā)電量；
③?輸入不同傾角值重復(fù)a步驟和b步驟，分別計(jì)算出不同傾角值的發(fā)電量。
? ? ? ? 我們按照上述步驟分別計(jì)算出不同傾角下系統(tǒng)發(fā)電量，其結(jié)果入下表所示。經(jīng)過計(jì)算，當(dāng)傾角為24°時(shí)，此時(shí)發(fā)電量達(dá)到最大值，有效利用小時(shí)為1298h。我們定義該角度為“發(fā)電量最佳角度”。（單位kWh/m2)需要說明的是，本案例并未對(duì)所有方陣按實(shí)際的方位角用指定的容差進(jìn)行分組（最多可以分為8組）后模擬，而是按所有方陣的平均傾角和方位角進(jìn)行模擬，感興趣的讀者可以自行測(cè)試驗(yàn)證兩者的差別。
Candela3D預(yù)計(jì)在年底前支持導(dǎo)入MN8.0輻射數(shù)據(jù)，并可根據(jù)實(shí)際的三維布置計(jì)算發(fā)電量，屆時(shí)將可不依賴于PVsyst完成傾角、間距等二次優(yōu)化。
?此時(shí)小伙伴們以為結(jié)束了？NO，NO并沒有。根據(jù)上表我們可以看出，當(dāng)角度定為22°時(shí)，有效利用小時(shí)為1297h，與24°時(shí)的有效利用小時(shí)相差僅為1h。我們降低了方陣的傾角相當(dāng)于節(jié)省了部分支架用鋼，此時(shí)需要根據(jù)支架結(jié)構(gòu)配合發(fā)電量進(jìn)行收益測(cè)算，選出內(nèi)部收益率最高的方案，此時(shí)我們定義該方案下方陣傾角為“系統(tǒng)最佳傾角”，當(dāng)然如此細(xì)致的優(yōu)化需要與否就看各位小伙伴們各自的需求了。
隨著時(shí)代的發(fā)展，軟件的興起可以節(jié)省大量的人工重復(fù)工作時(shí)間，因此我們可以利用更多的時(shí)間依靠軟件完成系統(tǒng)的精細(xì)化設(shè)計(jì)，以便在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、投標(biāo)、建設(shè)過程中取得較大的優(yōu)勢(shì)。
