纬度和太阳系设计的新规则

由于太阳能的开发扩展到新的国家或地区，一个新的太阳能设计问题经常出现：如何应该从家庭办公设计的做法被映射到新的位置或区域？

历史上，设计选择上一个项目的纬度专门为主。许多太阳能工程师认为，一个模块的倾斜必须是等于在纬度位置，此外，该行距是基于从冬至行的阴影计算（也显著由位置的纬度的影响）。

然而，最近，以较少的昂贵的硬件和完善的软件工具，优化设计的发展。那么多少钱一个工程师的优化设计，选择不同的地点之间？而如何有随时间变化？

历史设计规则因纬度而变化很大

历史上，模块倾斜在项目所在地的纬度或附近。这意味着迈阿密的倾斜为25°，北卡罗来纳州的罗利为35°，西雅图为45°。这个方向优化了全年的太阳角度，使组件尽可能接近太阳在天空中的平均位置。

然后，基于不允许在冬至行间遮阳从上午10点到下午2点的一个规则的行距被通常定义这造成上行距一个双重打击的影响。不仅是在高纬度地区倾斜更陡的模块，但由于太阳是在这些北方地区冬至地平线下，他们投下的阴影是更长的时间。其结果是，该行中高纬度地区的间距是通常非常大，在这里的例子，近9’ 在西雅图，相比下2’ 在迈阿密。

这些设计规则有利于保持每瓦的高能源生产率（特别是优化kWh/kWp），但在空间受限的屋顶上工作时，会导致系统更小。例如，在迈阿密可以支持545千瓦直流电阵列的同一屋顶，在西雅图也只能安装一个240千瓦直流电阵列，相差超过55%！当模块价格昂贵时，这是正确的权衡。但随着时间的推移，价格下跌，高倾斜的做法越来越不合理。

随时间间隔降低倾斜

有了更便宜的模块，更低的倾斜就成了最佳选择：将更多的瓦特压缩到一个单位面积中，牺牲每峰值瓦特的产量（kWh/kWp）来优化总的能量产出。大多数系统的安装倾角相对较低（通常为10至15°），但在冬至上午10点至下午2点，避免阴凉的行距规则仍然存在。这使得不同系统之间的协调程度大大提高。

While the sun angles on the winter solstice differ based on latitude, the net impact on row spacing is relatively modest (changing row spacing from ~1.2’ to ~1.6’), resulting in system sizes that are only about 10% different between Miami and Seattle.

现代的方法：优化行距

最后，由于现代软件工具使系统设计者能够快速评估行间距和倾斜的不同组合，因此设计的最后阶段是围绕迭代和优化构建的。

在这个世界上，有多少变化有从一个位置到下一个？如图5所示，对于大多数地区，最低的倾斜是最好的。它是仅在两个最北的位置（斯波坎和波士顿），其中较高的倾斜和较宽的间距是最佳的。这有一定道理，因为在北纬较低的太阳角度。

其结果是，在迈阿密的屋顶与西雅图将被只有14％大小不等。超过，如果他们都安装在一个15°的倾斜，但不作为显著，因为我们认为在这一分析的标题。

事物变化越多，它们就越保持不变

你会想到，从定量优化“经验法则”的产业转移，优化不同位置的设计将大幅偏离根据每个站点的独特方面。毕竟，不同的位置有显着不同的天气模式，气温和太阳的角度。但相反，设计没有带来太大变化，而事实上，远远超过基于在纬度倾斜的原创设计相协调。

当然，任何一个真正想从项目中榨取每一美元的系统工程师都应该确保倾斜和间距得到优化毕竟，20分钟的分析可以使项目的利润率提高3%到5%。但总而言之，全国范围内的优化系统趋向于看起来更相似而不是不同。

脚注：

倾斜：我们只看到最小5度的倾斜。虽然理论上可以降低倾斜度，但由于雨水无法洗去模块中的污垢和灰尘，因此它们会增加脏污损失。

成本：此优化分析基于NREL系统顾问模型的默认成本结构。我们对每个位置使用相同的成本假设，以保持苹果对苹果的分析，因为我们试图隔离辐照度和太阳角度的影响，但我们肯定知道，劳动力、许可和互联互通成本可能会因州而异，有时差别很大。