太阳能光伏电源系统的设计基础

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1、太阳能光伏电源系统的设计基础.txt大悲无泪，大悟无言，大笑无声。我们手里的金钱是保持自由的一种工具。女人在约会前，一定先去美容院；男人约会前，一定先去银行。本文由zfmfns0646贡献本文由gmfyk126贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。太阳能光伏电源系统的设计基础时间:2009-03-1423:23来源:作者:点击:181次核心提示:太阳能光伏电源系统的设计分为软件设计和硬件设计，且软件设计先于硬件设计。软件设计包括：负载用电量的计算，太阳能电池方阵面辐射量的计算，太阳能电池、蓄电池用量的计算和二者之间相互匹配的优化设计，太阳能电池

2、方阵安装倾角的计算，系统运行情况的预太阳能光伏电源系统的设计分为软件设计和硬件设计，且软件设计先于硬件设计。软件设计包括：负载用电量的计算，太阳能电池方阵面辐射量的计算，太阳能电池、蓄电池用量的计算和二者之间相互匹配的优化设计，太阳能电池方阵安装倾角的计算，系统运行情况的预测和系统经济效益的分析等。硬件设计包括：负载的选型及必要的设计，太阳能电池和蓄电池的选型，太阳能电池支架的设计，逆变器的选型和设计，以及控制、测量系统的选型和设计。对于大型太阳能电池发电系统，还要有方阵场的设计、防雷接地的设计、配电系统的设计以及辅助或备用电源的选型和设计。软件设计由于牵涉到复杂的辐射量、安装倾角以及系统优化

3、的设计计算，一般是由计算机来完成；在要求不太严格的情况下，也可以采取估算的办法。太阳能辐射原理：太阳电池发电的全部能量来自于太阳，也就是说，太阳电池方阵面上所获得的辐射量决定了它的发电量。太阳电池方阵面上所获得辐射量的多少与很多因素有关：当地的纬度，海拔，大气的污染程度或透明程度，一年当中四季的变化，一天当中时间的变化，到达地面的太阳辐射直、散分量的比例，地表面的反射系数，太阳电池方阵的运行方式或固定方阵的倾角变化以及太阳电池方阵表面的清洁程度等。要想较为准确地推算出太阳电池方阵面上所获得的辐射量，必须对太阳辐射的基本概念有所了解。⑴太阳辐射的基本定律太阳辐射的直散分离原理、布格－朗伯定律和余

4、弦定律是我们所要了解的三条最基本的定律。直散分离原理：大地表面（即水平面）和方阵面（即倾斜面）上所接收到的辐射量均符合直散分离原理，只不过大地表面所接收到的辐射量没有地面反射分量，而太阳电池方阵面上所接收到的辐射量包括地面反射分量：Qp=Sp+DpQp:水平面总辐射QT=ST+DT+RTSp:水平面直接辐射Dp:水平面散射辐射QT:倾斜面总辐射ST:倾斜面直接辐射DT:倾斜面地面反射布格-朗伯定律:SD’=S0FmS0：太阳常数1350W/m2SD’：直接辐射强度F:大气透明度m:大气质量m=1/SinaP/P0a:太阳高度角Po:标准大气压Sina=SinfSind+CosfCosdCosw

5、d:太阳赤纬角d=23.5Sin(360*(284+N)/365)f：当地纬度（0－90°）w：时角（地球自转一周360度，24小时）15度/小时或4分钟/度余弦定律:Sp’=SD’SinaST’=SD’COSqDT’=Dp’(1+CosZ)/2RT’=Qp’(1-CosZ)/2QT=ST+DT+RT⑵太阳电池发电系统的设计(以某高山气象站为例)：当地气象地理条件：由当地气象部门提供前10年的平均数据。纬度:北纬30-45度经度:东经90-120度海拔:1000-4000米最长阴雨天:3天水平面全年总辐射量为:165千卡/厘米。太阳电池方阵面上的总辐射为180千卡/厘米2。负载情况电源系统容量

6、设计步骤:①太阳电池组件的选型：太阳电池选用秦皇岛华美光伏电源系统有限公司的组件型号为：33D1312X310开路电压：21V短路电流：2.4A峰值电压：17V峰值电流：2.235A峰值功率：38Wp②计算等效的峰值日照时数：全年峰值日照时数为:180000×0.0116=2088小时0.0116为将辐射量(卡/cm)换算成峰值日照时数的换算系数:峰值日照定义:100毫瓦/cm=0.1瓦/cm1卡=4.18焦耳=4.18瓦秒1小时=3600秒则:1卡/cm=4.18瓦秒/卡/(3600秒/小时×0.1瓦/cm)=0.0116小时cm/卡于是:180000卡/cm年×0.0116小时cm/卡=2

7、088小时/年平均每日峰值日照时数为：2088÷365＝5.72小时/日③根据系统工作电压等级确定太阳电池组件的串联数：系统工作电压一般选择原则：户用系统为12VDC或24VDC；通信系统为48VDC；电力系统为110VDC；大型电站为220VDC％或更高。每块标准组件峰值电压为17V，设计为对12V蓄电池充电，4块组件串联对48V蓄电池充电，因此，所需太阳电池的串联数为4块。④计算每日负载耗电量