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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

目的：太阳能现在作为一种新型能源，既环保有高效，满足了未来能源的空缺，然而如何能更加高效的利用太阳能是我们一直要研究的问题，本次研究的是确定太阳能光伏电池的最佳倾斜角度，而我们要研究的这个最佳倾斜角度在某种意义来说就是我们所要太阳能可以最高效的被我们所利用，综合考虑各种因素，可以节约更多的成本，达到人类利益最大化，这就是本次所要选题研究的目的。

意义：太阳是一个巨大的能源库，在所有的可再生能源中，太阳能是最直接最可行的一种能源，人类想要更加高效的利用太阳能，就必须研究具体位置和具体环境所在的一些条件下，如何把太阳能更高效的利用，而太阳能光伏电池就是需要确定一个最佳倾角，使得太阳能可以更加高效的使用，而为了方便使用太阳能，我们研究全国不同经纬度和不同地区的太阳能光伏电池最佳角度，并在GIS平台得出简单易于操作的地图，方便了安装太阳能光伏电池而确定最佳倾斜角度的步骤，节约了成本，使得我们的生活更加方便，随着技术的进步，相信在未来我们还可以更加高效的使用太阳能，为人类的生活更好的服务。

国内外研究现状

当电力，煤炭，石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，太阳能资源成为寻求经济发展的新动力。欧洲的一些高水平的核研究机构也开始转向可再生资源。太阳电池生产主要分布在日本，欧洲和美国。我国对太阳能电池的研究起步晚，但目前我国已经成为全球主要的太阳能电池生产国。中国已经成功超越欧洲和日本，成为太阳能电池生产第一大国。在产业布局上，我国太阳能电池产业已经形成了一定的集聚态势。在长三角，环渤海，珠三角，中西部地区，已经形成了各具特色的太阳能产业集群。

太阳能光伏电池依靠太阳能发出的能量，如何提高效率和降低成本是制约光伏电发电的难点问题，最佳倾角的研究国内外都有人进行过一些有益的探索。KSCIRA M,SIMSEK M,BABUR Y通过建模和寻优得到适合土耳其Sanliurfa地区获取年辐射量最大的倾角。刘祖明，廖华，李耀飞等针对负荷全年均衡分布的系统，提出在确定最佳倾角时应该综合考虑方阵上太阳辐射照度的连续性，均匀性和极大性。朱超群，廖静明在散射辐射各向同性的假定下，推导出了南向倾斜面上平均太阳辐射的最佳倾角公式。杨金焕，毛家俊，陈中华针对均衡性，季节性和临时性三种负载的特点，根据Hay的天空散射辐射各向异性的模型，计算了倾斜而上的太阳辐射照量，给出了夏季型，冬季型负荷的参考倾角。

2. 研究的基本内容

（1）查找固定式和旋转式太阳能光伏电池最佳角度计算公式，这个最佳倾斜角是太阳电池方阵平面与水平地面的夹角，并希望此夹角是方阵一年中发电量为最大时的最佳倾斜角度。

（2）查找全国各地不同地区的经纬度， 一年中的最佳倾斜角与当地的地理纬度有关，当纬度较高时，相应的倾斜角也大。

（3）查找不同季节全国各地区的太阳高度角和方位角，当地太阳日出时间和日落时间，大气透明系数，以及各地区不同时间和季节的太阳辐射，在计算太阳能光伏电池最佳角度的过程中，这些数据对最佳角度有重要的联系。

（4）查找固定式太阳能光伏电池阵列倾角以及阵列与正南方向的夹角，即求出太阳能电池方阵的方位角，太阳电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度），一般情况下，方阵朝向正南（即方阵垂直面与正南的夹角为0）时，太阳电池发电量是最大的。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案;在光伏电池复杂环境条件下（即现场的地理位置、太阳辐射能、气候、气象、地形和地物等） ，我们要根据具体的位置和经纬度以及环境分析出我们要的数据，然后根据我们查找的文献挑选出比较精确一点的公式，最后得出结果，并在gis上实现出图，目前普遍认为倾斜面上的太阳辐照总量是由倾斜面上的直接辐照量、倾斜面上的天空散射辐照量和地面反射辐照量三部分组成，即 ：

所以我们要根据这个公式推导得出我们要分析的最佳倾角。

进度安排: 三月份查找文献学习并且掌握相关的研究分析方法以及数学研究方法和相应的公式。

4. 参考文献

[1]. 唐润生,吕恩荣, 集热器最佳倾角的选择. 1988(04).[2]. 刘祖明,廖华,李耀飞王东城, 固定式光伏方阵最佳倾角. 1992(04).[3]. 杨金焕, 固定式光伏方阵最佳倾角的分析. 1992(01).[4]. 杨金焕, 再论固定式光伏方阵最佳倾角的分析——兼评“固定式光伏方阵最佳倾角”. 1993(04).[5]. 刘祖明李迎军谢建章晨静, 固定式联网光伏方阵的最佳倾角. 2000(06).[6]. 杨金焕,毛家俊,陈中华, 不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算. 2002(07).[7]. 杨金焕葛亮陈中华汪征浤, 季节性负载光伏方阵的倾角. 2003(02).

[8]方荣生，向立成，李亭寒等.太阳能应用技术[M]北京:中国农业机械出版社，1985:276-278 [9]Samir Kumar Saha,D.K.Mahanta.Thermodymamic Optimization of SolarFlat-Collecter[J].Renewable Energy.2001,2(23):181-193[10]岑幻霞.太阳能热利用[M].北京:清华大学出版社1997:6-14