最近亚洲技术实验室在研究太阳能光伏发电，针对光伏板的安装位置和角度问题开始思考：

太阳能光伏的安装最佳位置，应该是能够在所有时间都能得到阳光照射的位置。太阳能光伏板能够获得最大的光线照射，周边无建筑物、构筑物和树木遮挡。城市及周边

最佳位置是空旷的屋顶。

中国的纬度跨度大，不同的维度太阳高度（其实就是

太阳高度角

）不同，在不同的纬度的光伏板，安装的角度应该不同。所以需要计算安装角度。

这让我想起了中国古代的计时工具：日晷仪。日晷的是一个圆刻度盘中间一根长罗盘针，按照一定的角度安装在一处空旷的地方，根据太阳光照射后中间长罗盘针阴影所在的角度，以指定当时的时辰或刻数，是我国古代较为普遍使用的计时仪器。

日晷面圆心朝向正南方。到夏至的12点时，日晷长针形成的阴影与自身重合，这说明不同的维度的日晷的俯仰角不同。

光伏安装应该向正南方安装

，确保每天的早晨-中午-晚上的综合入射角度最佳，所以面向正南方。

光伏板俯仰的安装角度

，应该寻求全年平均的入射角最大，光伏发电的最高效率就是要求光线尽可能地直射到光伏板上。

如何计算太阳的高度角：

与太阳直射点的纬度相差一度，正午太阳高度角就减小一度。

由太阳直射点所在经纬度向南北两侧递减。可推知与太阳直射点的纬度相差一度，正午太阳高度角就减小一度。

(进一步可得出：已知某一正午太阳高度角，一般有两条纬线等于此度数)。

:太阳直射20°N，这天全球正午太阳高度角就从20°N向南北两侧逐渐递减，19°N的正午太阳高度角就等于89°。即19°N的正午太阳高度=90°-（太阳直射点-该地纬度）=90°-（20°-19°）=89°

我们用h来表示这个角度，它在数值上等于太阳在天球地平坐标系中的地平高度。

太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。

太阳赤纬（与太阳直射点纬度相等）以δ表示，观测地地理纬度用φ表示（太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正，南纬为负），地方时(时角)以t表示，有太阳高度角的计算公式：

sinh=sinφsinδ+cosφcosδcost

当太阳高度角为90°时，此时太阳辐射强度最大；当太阳斜射地面时，太阳辐射强度就小

对于地球上的某个地点，太阳高度是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角。太阳

度是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要的因素。

日升日落，同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。日出日落时角度都为零度，正

时太阳高度角最大。

正午时时角为0，以上公式可以简化为：

sinh＝sinφsinδ＋cosφcosδ

其中，h表示正午太阳高度角。

由两角和与差的三角函数公式，可得

sinh＝cos(φ－δ)

因此，

对于北半球而言，h＝90°－(φ－δ)；

例如：

我们安装太阳能光伏电池板的位置为北纬35°25′828552″，正午的时候太阳的高度：

夏至的时间太阳高度角的大约为：90°-（35°26′-23°26′）≈78°

冬至的太阳高度角大约为：90°-（35°26′+23°26′）≈32°8′

计算光伏板安装的最佳角度：

（（90°-78°）+（90°-32°8′））/2≈35°

所以本地光伏安装的最佳角度为35度左右。

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