本发明涉及太阳能电池板的安装方法，尤其是涉及一种加可以低成本、不经过培训就能安装和调整能获得最佳发电量的太阳能电池板的角度的快速确定太阳能电池板安装角度的方法。
背景技术：
太阳能电池板是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，相对于普通电池和可循环充电电池来说，太阳能电池属于更节能环保的绿色产品。太阳能电池板在面向太阳，使得入射光线垂直于电池板表面时，能够获得最大发电量。传统大型太阳能发电站，以全年发电量最大为目标计算太阳能电池板安装角度，采用专业的计算软件和角度测量工具，以及安装设备使得太阳能电池板的朝向和角度达到最佳。
但在小型太阳能发电系统中，尤其是小型离网太阳能发电系统中，这种方法存在几个问题：
1.专业的计算软件、角度测量工具和安装设备成本较高，用于小型太阳能发电系统性价比低，且安装人员需经事先培训才能操作设备；
2.计算软件需要运行在电脑上，且需要一定的相关知识才能正常使用，在小型太阳能发电系统应用较为广泛的东南亚及非洲地区，用户文化水平普遍较低，难以操作类似软件；
3.计算软件以全年发电量或者指定时间段发电量最大为目标，而小型太阳能发电系统需要以每月甚至每时发电量最大为目标调整太阳能电池板安装和调整角度。
技术实现要素：
为克服现有技术的缺点，本发明目的在于提供一种可以低成本、不经过培训就能安装和调整能获得最佳发电量的太阳能电池板的角度的快速确定太阳能电池板安装角度的方法。
本发明通过以下技术措施实现的，一种快速确定太阳能电池板安装角度的方法，包括如下步骤：
(1)利用智能终端采集安装地的经纬度；
(2)在智能终端上选择或输入安装所要求的时间段；
(3)智能终端根据经纬度查出安装地在该时间段的阳光照射的角度情况，并根据安装地在该时间段的阳光照射角度计算出太阳能电池板的安装朝向和角度，从而使太阳能电池板在该时间段的理想发电量最高。
作为一种优选方式，还包括如下步骤：
(4)采集智能终端平面的实时朝向和角度，并与步骤(3)中的安装朝向和角度在智能终端上显示；
(5)当智能终端平面的实时朝向和角度与步骤(3)中的安装朝向和角度重叠时进行提示。
作为一种优选方式，所述时间段为当前时间、当月、当季或当年。
作为一种优选方式，所述步骤(3)中，首先检测智能终端是否连接互联网；如连接互联网则将经纬度和时间段通过互联网发送给服务器，由服务器根据安装地在该时间段的阳光照射角度计算出太阳能电池板的安装朝向和角度信息并返回给智能终端；如没有连接互联网则智能终端采用本身贮存的数据根据经纬度查出安装地在该时间段的阳光照射的角度情况，从而计算出太阳能电池板的安装朝向和角度；使太阳能电池板在该时间段的理想发电量最高。
作为一种优选方式，所述步骤(4)中，采集智能终端平面的实时朝向和角度，并与步骤(3)中的安装朝向和角度在智能终端上以3d状态显示。
作为一种优选方式，所述步骤(5)中，当智能终端平面的实时朝向和角度与步骤(3)中的安装朝向和角度重叠时进行图像或/和声音提示。
作为一种优选方式，所述智能终端为智能手机或平板电脑。
作为一种优选方式，所述智能终端上设置有gps定位模块。
作为一种优选方式，所述智能终端上设置有电子罗盘。
本发明采用智能终端作为平台，设计app软件，该软件通过gps定位模块获取当地经纬度，根据经纬度计算当日或某一时间段内的最佳太阳能电池板安装朝向和安装角度，采用图形化方法将合适的水平角度和朝向显示在智能终端屏幕上，用户可根据屏幕指示，调整太阳能电池板角度，以获得最佳的太阳能发电量。采用本发明可以低成本、不经过培训就能安装和调整能获得最佳发电量的太阳能电池板的角度。
附图说明
图1为本发明实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
一种快速确定太阳能电池板安装角度的方法，参考图1，包括如下步骤：
(1)利用安装有gps定位模块和电子罗盘的智能手机采集安装地的经纬度；
(2)在智能手机上选择或输入安装所要求的时间段(如当前时间、当月、当季或当年等)；
(3)智能手机根据经纬度查出安装地在该时间段的阳光照射的角度情况，并根据安装地在该时间段的阳光照射角度计算出太阳能电池板的安装朝向和角度，从而使太阳能电池板在该时间段的理想发电量最高；
(4)采集智能手机平面的实时朝向和角度，并与步骤(3)中的安装朝向和角度在智能手机上显示；
(5)当智能手机平面的实时朝向和角度与步骤(3)中的安装朝向和角度重叠时进行提示。
本方法采用具备电子罗盘和gps定位模块的智能手机作为平台，设计app软件，该软件通过gps定位模块获取当地经纬度，根据经纬度计算当日或某一时间段内的最佳太阳能电池板安装朝向和安装角度，采用图形化方法将合适的水平角度和朝向显示在手机屏幕上，用户可根据屏幕指示，调整太阳能电池板角度，以获得最佳的太阳能发电量。采用本方法，可以低成本，不经过培训就能安装和调整太阳能电池板的角度，以获得最佳发电量。
其中的计算原理：
1、太阳与地球的运动轨迹：
地球具有相对于太阳的公转运动以及自身的自转运动；地球公转就是地球按一定轨道围绕太阳转动，地球公转是一种周期性的圆周运动，如果采用恒星年作地球公转周期的话，那么地球公转的平均角速度就是每年360°，也就是经过365.2564日地球围绕太阳旋转一圈，在一年中的任意时刻，太阳与地球的相对位置是固定的；同时地球绕地轴自西向东自转，平均角速度为每小时转动15度，即1天24小时自转一周；地球自转与公转总是保持基本不变的规律，所以从地球角度看太阳的运动轨迹总是每天东起西落，而一年中有南北变化，周而复始。
2、最佳安装角度计算原理：
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，其界面接收光照强度直接影响着光伏太阳能电池板发电的大小，光照越强，发电量越大，所以在确定最佳安装角度时，需要计算的是太阳能电池板安装平面能够得到最大光照强度的平面角度；由于地球与太阳的运动规律可以知道，在一年内的某一具体时刻，太阳光线的入射方向是确定的，所以要确定太阳能电池板的最佳安装角度只需要计算出此时的太阳入射角度并确保太阳能电池板安装方向与太阳入射角度垂直即可，而在一个时间段中，则需要考虑当地的气象数据并计算安装平面的平均辐照强度，找出能够得到最大辐照强度的安装角度。
1)、某一时刻的最佳安装角度
根据最佳安装角度确定原理，在某一具体时刻只需要计算出太阳入射方向与该地水平面之间的角度(太阳高度角)即可以找到最佳安装角度。
对于地球上的某个地点，太阳高度角是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角，即某地太阳光线与通过该地与地心相连的地表切面的夹角，其计算公式如下：
sinh＝sinφsinδ+cosφcosδcost
δ表示太阳赤纬，即太阳直射点的纬度，是太阳直射方向与地球公转轨道面的夹角，由地球公转导致，以年为周期，在+23°26′与-23°26′的范围内移动。
t表示地方时，地球自转所产生的角度变化，地球自转一周为24小时，继而每小时转动的时角为15度。
φ表示安装地点的地理纬度，以赤道为0度，向南北各90度。
正午时太阳高度角最大，此时的时角定义为0，所以正午时的太阳入射角为：
sinh＝sinφsinδ+cosφcosδ＝cos(φ－δ)
由上可以得到一年中任意地点正午的太阳高度角h；而太阳能电池板的最佳的安装平面则为垂直于太阳入射方向的平面，即安装角度与水平地面的夹角q为90°-h；
2)、某一段时期内的最佳安装角度
由于太阳能电池板安装后不会时刻调整角度跟随太阳入射方向变化，所以在确定太阳能电池板安装角度时需要计算出某个安装角度下一段时期太阳辐照强度的平均值，取能得到最大平均辐照强度的安装角度为最佳安装角度。
太阳辐射到地球需要穿过云层大气，而各地气候条件不同，一年四季变换无常，导致地球上各处接收到的太阳辐射是时刻变化的，为此在计算一段时期内的平均辐照强度时，以月为最小时间单位，直接采用全球气象数据在水平面上的平均辐照强度计算，由于太阳能电池板安装不是与地面平行，在得到水平面辐照强度idh的情况下，需要将其转换为太阳能电池板安装平面上的辐照强度idq；
计算任意斜面上的太阳辐照强度：
假设太阳高度角为h，斜面与水平面角角为θ，太阳光线垂直面上的辐照强度为idn；
则通过三角关系可以得到
sinh＝idn/idh；
sin(h+θ)＝idn/idq；
通过运算转换可以得到
idq＝idh*sinh/sin(h+θ)
其中，idh为水平面辐照强度、idn垂直入射面辐照强度、idq任意斜面辐照强度。
计算太阳入射高度：
一天中从早到晚太阳扫过的时角是均匀变化的，取一天的正午计算太阳入射角h；
sinh＝sinφsinδ+cosφcosδ＝cos(φ－δ)
φ为当地的地理纬度值
δ为确定时间的太阳赤纬值
确定太阳赤纬值：
因赤纬值日变化很小，一年内任何一天的赤纬角δ可用下式计算：
sinδ＝0.39795cos[0.98563(n-173)]
式中n为日数，自每年1月1日开始计算。
计算斜面上该时间段内的辐照强度总和：
∑idq(θ)＝idh[t]*sinh[t]/sin(h[t]+θ)
t为指定时间段，以天为单位
idh[t]为指定时间段内水平面月平均辐照强度
h[t]为指定时间段内每天正午的太阳入射角
θ斜面倾斜角：按照1度间隔取值，从0--90度分别计算
比较计算结果∑idq(0)---∑idq(90)，找出能得到最大辐照强度的斜面倾斜角即为这段时间内的最佳安装角度。
3、手机界面显示及软件实现
将最佳安装角度计算结果转换为用户直接使用的界面显示，将智能手机平贴在太阳能电池板上，使智能手机和太阳能电池板在同一平面，通过手机的三轴定位，在太阳能电池板调整时带动手机旋转的同时调整显示角度，让用户最终通过观察手机角度的调整来确定太阳能电池板的安装角度，达到直观易用的目的。
在一快速确定太阳能电池板安装角度的方法的实施例中，参考图1，在前面技术方案的基础上具体还可以是，步骤(3)中，首先检测智能手机是否连接互联网；如连接互联网则将经纬度和时间段通过互联网发送给服务器，由服务器根据安装地在该时间段的阳光照射角度计算出太阳能电池板的安装朝向和角度信息并返回给智能手机；如没有连接互联网则智能手机采用本身贮存的数据根据经纬度查出安装地在该时间段的阳光照射的角度情况，从而计算出太阳能电池板的安装朝向和角度；使太阳能电池板在该时间段的理想发电量最高。
在一快速确定太阳能电池板安装角度的方法的实施例中，参考图1，在前面技术方案的基础上具体还可以是，步骤(5)中，当智能手机平面的实时朝向和角度与步骤(3)中的安装朝向和角度重叠时进行图像或/和声音提示。
以上是对本发明快速确定太阳能电池板安装角度的方法进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。