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的制作方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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】
[0005] 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。
[0006] 为了实现上述第一技术目的，本发明是通过W下技术方案予W实现的：
[0007] 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：
[000引（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 佳倾角化；
[0009] (2)根据最佳倾角m，±1，2,3. ..η定出化+1个角度作为光伏组件倾斜角度，η为自 然数，η的取值范围是10-20;
[0010] (3)设置好化+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 累计福照达到10k怖/m 2，比较各光伏组件的发电量；
[0011] (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。
[0012] 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。
[0013] 为了实现上述第二技术目的，本发明是通过W下技术方案予W实现的：
[0014] 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。
[0015] 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W不 同倾斜角度安置，其发电参数供各输入接口对应采集。
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0019] (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W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；
[0020] (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】
[0021 ]图1是本发明所述的确定光伏组件最佳安装倾角流程图；
[0022] 图2是本发明所述的多角度光伏数据采集箱结构示意图。
[0023] 图3是本发明所述的多角度光伏数据采集箱外观图。
[0024] 图4是本发明中光伏组件功率曲线图；
[0025] 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】
[0026] 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：
[0027] (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 佳倾角化；
[00%] (2)根据最佳倾角m，±1，2,3. ..η定出化+1个角度作为光伏组件倾斜角度，η为自 然数；
[0029] (3)设置好化+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 累计福照达到10k怖/m2，比较各光伏组件的发电量；
[0030] (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。
[0031] 下表(一)为GB50797附录B光伏阵列最佳倾角参考值：
[0032]
[0033] 表（一)
[0034] 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則尋采集数据 输出到外部控制系统9,所述输出端口 8,可W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娃光伏组件与非晶娃薄膜光伏组件。
[0035] 所述输入接口 3为含20~40个，所述光伏组件2可W不同倾斜角度安置，其发电参 数供各输入接口 3对应采集。
[0036] 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。
[0037] 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。
[0038] 在本发明中，MPPT控制器4通过卸荷电路，一部分W热量的的形式消耗掉，一部分 将电能供给散热风扇使用，保持控制箱内溫度。
[0039] 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，倘若运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 明也意味着包含运些改动和变型。
【主权项】
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W; (2) 根据最佳倾角β1，±1，2,3. . .η定出2n+l个角度作为光伏组件倾斜角度，η为自然 数； (3) 设置好2η+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η为 10-20。3. -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--对应连接的ΜΡΡΤ控制器，各ΜΡΡΤ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ΜΡΡΤ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ΜΡΡΤ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。
【专利摘要】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。
【IPC分类】H02S50/00, H02S10/20, H02S10/00
【公开号】CN105490619
【申请号】CN201510819491
【发明人】赵杰, 陈思铭, 吴淼, 陈树拳, 何水明
【申请人】顺德中山大学太阳能研究院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月23日