當集熱板或光伏電池模組以某種傾斜角度或不同的方位固定在建築物上時，由於 太陽位置的改變，使得板面與太陽光之間的關係持續在變化。本節說明以不同傾斜角 與方位角架設的板面，其太陽光線與板面之間的入射角度關係以及可能獲得的電量。
2.4.1 板面傾斜角及方位角的影響板面傾斜角及方位角的影響板面傾斜角及方位角的影響板面傾斜角及方位角的影響 一、板面傾斜角度
在不同的季節選擇模組板面的理想安裝角度，可以由日赤緯的季節性平均值來決 定。對於北半球的夏季期間，日赤緯在 3 月 21 日到 6 月 21 日之間是由 0°到 23.45°，並且在 9 月 21 日時再度回歸到 0°，如圖 2-18。計算此範圍（由 3 月 21 日到 9 月 21 日）的日赤緯平均值，約為 14.93°（＝2A/π＝2×23.45/π，其中 A
同理，可得到在北半球冬季期間（由 9 月 21 日到 3 月 21 日）的平均日赤緯為
−14.93°。
在週邊無任何陰影阻擋的前提下，討論太陽能集熱板的裝設角度與方位時，其最 佳效率的產生，與集熱板放置角度(由水平面起算)有關的經驗法則說明如下：以 板面朝向南方的方位為主，若考慮全年的平均效率時，「放置角度＝緯度」能提 供最佳的效率；若以夏季月份（3~9）的平均效率為主時，「傾斜角度=緯度−15°」
是最佳的選擇；若以冬季月份（9~3）的平均效率為主時，可選擇「傾斜角度=
緯度+15°」。圖 2-19 說明太陽能集熱板在每個月份的適當安裝角度。須注意的是，
在不同的緯度每月會有不同的安裝角度，同時也必須考慮地區性的氣候條件。若 以光伏電池模組為例，其可能的安裝角度選擇如圖 2-20 所示。
圖 2-18 日赤緯的年變化 (文獻 B-7) 圖 2-19 太陽能集熱板裝設傾斜角度 (文獻 A-2)
圖 2-20 光伏電池模組傾斜角示意圖
二、板面傾斜角與方位角 vs.光伏電池模組的發電量
在過去，有一些關於在不同傾斜面上光伏電池發電量變化的研究，例如圖 2-21，
這是針對中歐地區的研究。此研究說明在傾斜安裝的表面上，發電量變化的分佈 情形與板面傾斜角度和方位角的關係，也就是說，光伏電池板面的傾斜角和方位
全年平均值 全年平均值 全年平均值
全年平均值為主為主為主為主 冬季月份平均值為主冬季月份平均值為主冬季月份平均值為主冬季月份平均值為主 夏季月份平均值為主夏季月份平均值為主夏季月份平均值為主夏季月份平均值為主
相對產生的能量
角對其電力生產量的變化有某種程度的影響。例如板面以傾斜角 35°安裝時，若 以板面朝向正南方時產生的電量為 100%；當面向正西方時，只能產生 80%的電 量。若板面向東南方架設時，傾斜角 40°的板面可產生 92.5%的電量；傾斜角 80°
安裝的板面可產生 72%的年電量。
圖 2-21 中歐，傾斜角與方位角改變時發電量變化的百分比關係 (文獻 A-10)
由此圖的發電量變化的範圍分析，可以看到有相當大的區域是在 95%發電量的範 圍內；這種現象似乎提供我們在安裝時的某些自由度，也就是，光伏電池模組可 接受的裝設位置的範圍其實是很廣的。例如，模組的傾斜角度大約在±20°之間，
方位角大約在±45°之間。這樣的分析圖雖然可以說明當傾斜面的座向（方位角）
與傾斜角度改變時，能產生的電量與原位置之間的相對比值關係；但原設定位置 改變時，整個發電量變化的分佈圖是可能也會被改變，這是可以被理解的說明。
2.4.2 傾斜面陽光入射角度計算傾斜面陽光入射角度計算傾斜面陽光入射角度計算傾斜面陽光入射角度計算
當集熱板或光伏電池模組以水平或某種傾斜角度固定在建築物上，由於太陽路徑 的變化（主要是高度角與方位角），使得太陽光線相對於板面法線之間的入射角度也 會持續的變化，並非如 STC 條件的陽光照射方向是與模組板面成垂直。
這種因太陽位置變化而在入射光線與板面法線之間的入射角度改變的關係，美國
冷凍空調協會（ASHRAE）已提出一種入射陽光對傾斜面的角度計算公式，適用於當
cosθ＝cosβcosγsinΣ＋sinβcosΣ θ：太陽光對板面（法線）的入射角
Σ＝30°。代入公式
cosθ＝cosβcosγsinΣ＋sinβcosΣ
＝cos30.7°cos79.9°sin30°＋sin30.7°cos30°
＝0.075＋0.443＝0.518 θ＝58.80°
上述公式的使用必須已知太陽的位置才能計算在該時間的太陽光對板面的入射 角度，因此可用來探討在單一的太陽位置時太陽光對傾斜面的入射角度關係。然而，
在進行板面的全年入射角度研究時，若以此公式為基礎的計算方法，逐一代入不同的 太陽位置以求解整個入射角度變化的全貌時，將會使研究過程變得極為複雜、困難與 不合適。