（1）太陽能電池方陣的方位角
太陽能電池方陣的方位角是方陣的垂直面與正南方向的夾角（向東偏設定為負角度，向西偏設定為正角度）。一般在北半球，方陣朝向正南（即方陣垂直面與正南的夾角為0°）時，太陽能電池發電量是最大的。在偏離正南（北半球）30°度時，方陣的發電量將減少約10％～15％；在偏離正南（北半球）60°時，方陣的發電量將減少約20％～30％。但是，在晴朗的夏天，太陽輻射能量的最大時刻是在中午稍後，因此方陣的方位稍微向西偏一些時，在午後時刻可獲得最大發電功率。
在不同的季節，各個方位的日輻射量峰值產生時刻是不一樣的。太陽能電池方陣的方位稍微向東或西一些都有獲得發電量最大的時候。太陽能電池方陣設定場所受到許多條件的制約，如果要將方位角調整到在一天中負載的峰值時刻與發電峰值時刻一致時，可參考下述的公式：
方位角=（一天中負載的峰值時刻（24小時制）-12）×15＋（經度-116）
（2）太陽能電池方陣的傾斜角
太陽能電池方陣通常是面向赤道放置，相對地平面有一定傾角，即太陽能電池方陣平面與水平地面的夾角。對於全年負載均勻的固定式太陽能電池方陣，如果設計斜面的輻射量小，意味著需要更多的太陽能電池來保證向負載供電；如果各個月份太陽能電池方陣面接收到的太陽輻射量差別很大，意味著需要大量的蓄電池來保證太陽輻射量低的月份的用電供應。這些都會提高整個系統的成本。因此，確定太陽能電池方陣的最優傾角是光伏發電系統中不可缺少的一個重要環節。
目前有觀點認為太陽能電池方陣傾角等於當地緯度為最佳，這樣做的結果，夏天太陽能電池元件發電量往往過盈而造成浪費，冬天時發電量又往往不足而使蓄電池處於欠充電狀態，所以這不是最佳的選擇。也有的觀點認為所取太陽能電池方陣傾角應使全年輻射量最弱的月份能得到最大的太陽輻射量為好，推薦太陽能電池方陣傾角在當地緯度的基礎上再增加15度到20度。國外有的設計手冊也提出，設計月份應以輻射量最小的12月(在北半球)或6月(在南半球)作為依據。其實，這種觀點也有其侷限性，這樣往往會使夏季獲得的輻射量過少，從而導致太陽能電池方陣全年得到的太陽輻射量偏小。同時，最佳傾角的概念，在不同的應用中是不一樣的，在離網光伏發電系統中，由於受到蓄電池荷電狀態等因素的限制，要綜合考慮太陽能電池方陣平面上太陽輻射量的連續性、均勻性和極大性，而對於併網光伏發電系統通常總是要求在全年中得到最大的太陽輻射量。
設計中希望得到太陽能電池方陣在一年平均發電量最大時的最佳傾斜角度，而一年中的最佳傾斜角與當地的地理緯度有關，當緯度較高時，相應的傾斜角也大。但是，和方位角一樣，在設計中也要考慮到屋頂的傾斜角及積雪滑落的傾斜角（斜率大於50％～60％）等方面的限制條件。對於積雪滑落的傾斜角，即使在積雪期發電量少而年總髮電量也存在增加的情況，對於正南（方位角為0°度），傾斜角從水平（傾斜角為0°度）開始逐漸向最佳的傾斜角過渡時，其日輻射量不斷增加直到最大值，然後再增加傾斜角其日輻射量不斷減少。特別是在傾斜角大於50°～60°以後，日輻射量急劇下降，直至到最後的垂直放置時，發電量下降到最小。對於方位角不為0°度的情況，斜面日輻射量的值普遍偏低，最大日輻射量的值是在與水平面接近的傾斜角度附近。對於太陽能電池方陣傾角的選擇應結合以下要求進行綜合考慮：
1）連續性。一年中太陽輻射總量大體上是連續變化的，多數是單調升降，個別也有少量起伏，但一般不會大起大落。
2）均勻性。選擇傾角，最好使方陣表面上全年接收到的日平均輻射量比較均勻，以免夏天接收輻射量過大，造成浪費；而冬天接受到的輻射量太小，造成蓄電池過放以至損壞，降低系統壽命，影響系統供電穩定性。
3）極大性。選擇傾角時，不但要使太陽能電池方陣表面上輻射量最弱的月份獲得最大的輻射量，同時還要兼顧全年日平均輻射量不能太小。
同時，對特定的情況要作具體分析。如有些特殊的負載（灌溉用水泵、製冷機等，）夏天消耗功率多，太陽能電池方陣傾角的取值應使太陽能電池方陣夏日接收輻射量相對冬天要多才合適。可用一種較近似的方法來確定太陽能電池方陣傾角。一般在我國南方地區，太陽能電池方陣傾角可取比當地緯度增加10°～15°；在北方地區傾角可比當地緯度增加5°～10°，緯度較大時，增加的角度可小一些。在青藏高原，傾角不宜過大，可大致等於當地緯度。同時，為了太陽能電池方陣支架的設計和安裝方便，方陣傾角常取成整數。
以上所述為方位角、傾斜角與發電量之間的關係，對於具體設計，某一個太陽能電池方陣的方位角和傾斜角還應綜合地進一步同實際情況結合起來考慮。對於固定式光伏系統，一旦安裝完成，太陽能電池方陣傾角和太陽能電池方陣的方位角就無法改變。而安裝了跟蹤裝置的太陽能光伏發電系統，太陽能電池方陣可以隨著太陽的執行而跟蹤移動，使太陽能電池一直朝向太陽，增加了太陽能電池方陣接受的太陽輻射量。但在目前太陽能光伏發電系統中使用跟蹤裝置的相對較少，因為跟蹤裝置比較複雜，初始成本和維護成本較高，安裝跟蹤裝置獲得額外的太陽能輻射產生的效益無法抵消安裝該系統所需要的成本。