光伏组件倾斜面,接收到的辐射量,主要是太阳的直射辐射量,天空的散射辐射量,还有地面反射的辐射量。这三个辐射量中,直射和散射辐射量之和是水平面总辐射量。当我们评价一个地方的光资源时,从气象站获取的资料一般只有水平面总辐射量,直射辐射量和散射辐射量,后两者之和是水平面总辐射量。
当计算光伏组件倾斜面接收到的辐射量时,考虑地面反射是必要的。由于反射辐射量跟地面性质也就是环境物体的特性有关,因此用来反应地面的反射情况。反射率值越高,阳光的反射情况越好,周围的环境也会越亮,光伏组件的倾斜面接收到的反射辐射量也就越多。
上表中,水面的反射率值是应用于平静的水面,但难以在实际的环境中评估水面的反射率,因为水面总是在波动,形成的波浪会反射太阳光,而且波浪会增强对阳光的反射。
不同物体,在不同的光谱波段对阳光的反射率不同。如下图,雪地、湿地、小麦、沙漠,不同的地物在同一波段其反射率不同,同一地物在不同波段反射率也不同。光伏组件在标准工况条件下测试,其中光谱的要求是am1.5。由于光伏组件对不同光波段的能量吸收不同,因此与am1.5不匹配的光谱,在微观上会影响电池片对光能量的吸收和发电输出。
图1 雪地、湿地、小麦、沙漠不同波段的反射率
图2 不同土壤在不同波段的反射率
通常情况下,在pvsyst中,默认为环境反射率为0.20。pvsyst软件中,也提供了一些环境条件下的反射率。
图3 pvsyst软件中环境反射率的设置界面
本文选择江苏省南京市作为光伏系统受环境反射率影响的研究地点,当光伏以25度安装时,设置不同的反射率的时候(全年反射率设置为一个数值),经过pvsyst软件模拟,数据如下。从数据中,可以得出光伏组件倾斜面的辐射量会随着反射率的增加而增加。