随着光伏组件价格的快速下降，BIPV项目越来越受到关注。然而，开展BIPV项目时，光伏组件的朝向、倾角基本都不是最佳倾角。比如，苹果公司耗资50亿美金打造的总部办公大楼"Apple Park"。其圆环的顶部全部铺设光伏组件，装机容量为17MW。当加州的阳光透过360度通透环形体，射入大楼内部，被滤去大部分紫外线和热量后的阳光，再也没有刺眼和暴晒。

然而，这种情况下，光伏组件的朝向是360°的！这种安装方式，对发电量有什么影响？

基本所有的BIPV项目，首先满足的是建筑要求。因此，光伏组件无法按照最佳倾角安装。本文介绍不同安装朝向、倾角，对BIPV项目发电量的影响。

一、举个例子

实际上，在不同经纬度的地区，组件的朝向、倾角变化，对于发电量影响程度，相差非常大！

下图是在北纬35~40°之间，可以用来估算的。

                                             图1：某地不同方向发电量示意

从上图可以看出，在北纬35~40°之间的BIPV项目，相对于最佳倾角安装，如果：

组件安装在南立面，发电量损失可能会高达30%！

组件朝东、朝西安装，发电量损失可能会高达20%！

而组件安装在东、西里面，发电量损失甚至高达50%！

小科普

倾角(高度角)：光伏组件朝南布置，与水平地面之间的夹角；

方位角：正南方为0°，光伏组件的东、西朝向与正南方向的夹角。

二、组件安装方位角对于发电量的影响

BIPV项目中，当组件安装的方位角不为0时，对发电量影响有多大？本文选择了4个地点，纬度分别为40.6°、37.6°、32°、21.2°，计算了在这4个地点，当光伏组件的安装方向不是朝向南，而与正南有一定夹角时，发电量的变化。

组件安装方位角从-90°~90°变化时(正东为90°，正西为-90°)，发电量的变化进如下图所示。

1)在同一地点，方位角朝东、朝西变化，对发电量的影响相同；即朝东、朝西安装，发电量一样。

2)发电量降低曲线为抛物线情况，即方位角由0°逐渐变大时，发电量损失速度加快；

3)在不同地区，发电量的变化差异很大。高纬度地区的项目，组件朝东、朝西安装，发电量损失高达20%以上；而在低纬度地区，发电量损失仅为4%。

4)方位角变化时，发电量损失与经度基本无关，与纬度相关性较大。纬度越高，损失越大；纬度越低，损失越少。

三、组件安装倾角对于发电量的影响

倾角变化对发电量的影响主要受纬度的影响，也受直射比的影响，但后者影响较小。因此，仅讨论不同纬度时，倾角变化对发电量的影响。

总的来说，纬度越高，倾角变化对发电量的影响越大。

本文选取4个地点，纬度分别为40.6°、37.6°、32°、21.2°，在这4个地点，当光伏组件与地面呈不同夹角时，发电量的变化。

下图中，横坐标为光伏组件与地面的夹角；纵坐标为相对于最佳倾角，发电量的损失。当光伏组件平铺，则倾角为0；当光伏组件垂直，则倾角为90°。

根据图1~4可以，在不同纬度下，平铺(0°)和垂直(90°，南立面)时，倾斜面上辐射量与最佳倾角时的差值如下表。

从图1~4和表1可以看出：

1)纬度越低的地方，平铺时发电量损失越少；

纬度越高的地方，垂直时发电量损失越少。

2)不同角度时倾斜面上的辐射量与最大值时的差值，呈抛物线形状。即，差值非均匀分布，而是在最大值附近，差值很小；离最大值越远，差值会快速增大。因此，在最大值附近，辐射量差值非常小。

最佳倾角附近，降低角度对发电量影响不大！

下图为上述4个地点，在发电量最大的安装倾角附近，发电量与最大值时的差值。

从上图可以看出:

无论在哪个地点，在最大值附近±5°，辐射量的差值在3‰以内。

随着光伏度电成本的降低，土地成本的升高，降低光伏组件的安装倾角，可有效减少占地面积、节约土地成本；但对发电收益损失很少。

因此，相对于早期光伏电站追求最佳倾角的设计，平价上网时代的光伏电站越来越多的使用“最经济倾角”的设计方案。

“最经济倾角”是多少？

减少阵列倾角→减少阵列间距→增加装机容量、减少发电量