光伏系统的设计

(峰值日照时数其实质是辐照能量） 峰值日照时数与太阳辐照量的关系：
Tt
Ht 1000 wm2
（数值相等）
蓄电池的维持天数 n
在没有电力供应的情况下，完全由蓄电池储存 的电量供给负载时蓄电池所能维持的天数。
蓄电池容量的单位
表示电能容量的单位是(w·h)，在已知工作电压(v) 时经常用 电量容量（A·h）表示，它们之间的关系是
辐照度对太阳电池的影响
辐照度在400～1000㎡间， 开路电压不变， 光电流与太阳光辐照度成正比, 峰值功率与太阳光辐照度成正比。
设计的基本原则
联网供电系统只需考虑多发电. 独立供电系统还要考虑供需平衡.
对独立供电系统的设计要求
1.适合不同用户要求（需求、环境、使用者水平） 2.可靠性、安全、经济
Qi
n1
QL
4).根据n1 和蓄电池的维持天数n,反复计算后确定方阵输出的合理电流(A)
5）.计算蓄电池容量
Qi
C
D O D 2
6）.计算蓄太阳电池方阵容量 PkIg(UbUd)
7）.根据以上数据确定蓄电池、方阵等的型式、规格、排列。最后安装。
独
立
开始
均
衡
输入 Q L H t
性
负 载
计算 I g
蓄电池放电深度（取0.3～0.8） 2 蓄电池到负载的回路效率
方阵的供电电流 蓄电池电压 防反冲二极管电压 安全系数（取1.05～1.3）
涌浪电流系数 感性负载功率 电阻性负载功率
容量设计（计算）步骤小结：
1）.计算用电器的日用电量 Q ,L
[ A h ] d
2）.根据当地气象资料计算太阳在地面的日照能量 H ,t
负载特性（交流？直流？有无冲击性?电阻性？电感性？电子类？） 电阻类如白炽灯、节能灯、电阻丝等，无冲击电流。
电感性负载如电动机、电冰箱、水泵等，有冲击性。 电子类负载如荧光灯、电视机、计算机等，有冲击电流。 浪涌电流估计 电动机 额定电流的5～8倍，时间50～150.
电冰箱 额定电流的5～10倍，时间100～200. 电视机的消磁圈和显示器
n1 > n 表示供电电流太小，应该增大太阳电池的供电电流重新计算。
n1 < n 表示供电电流过大，重新计算应该减小太阳电池的供电电流。
重新计算直到 n1 = n， 表示方阵的供电电流合理。
蓄电池容量
Qi
C D O D 2
太阳电池组件功率 PkIg(UbUd)
逆变器容量
CNk(mPLPR)
Q i 全年连续亏欠月份电量之和
第八讲 光伏供电系统的设计
设计的基本数据
单体太阳电池，输出电压0.45～0.5v，工作电流20～25㎡.
太阳电池组件，标准组件36片，输出电压17.5v，配12v蓄电池。
温度对太阳电池的影响
在 20: 10间00，C温度升高，开路电压下降而光电流略有上升，
功率下降，功率的温度系数为 3.510.3（/0参C考数值）。
电量容量(A·h）=能量容量 (w·h)/工作电压(v)
太阳电池供电系统容量（功率）的设计（计算）
根据独立供电系统设计原则
Qg QL
Q L 用电器的日用电量（或能量）, Q g 太阳电池组的日均发电量（能量）,
Qg H
H t 当地水平面上日辐照量（能量）,
太阳电池组件的转换系数
太阳电池方阵应输出的电流（供电电流）
（但在下面的计算中 H 只t 用其数值）
3).计算太阳电池方阵应供给的电流
Ig
QL H t1 2
[ kw h ] m 2 d
计算方阵月应发电量 Qg N12IgHt 计算用户月耗电量 QL NQL
计算全年连续亏欠月份亏欠电量之和 Q i ( Qi Qg QL )
计算全年亏欠电量相当于用户用电量的天数
Ig
QL 1 2 T t
QL 1 2 H t
T t 峰值日照时数，单位
[h ] d
1 方阵到蓄电池的回路效率
2 蓄电池到负载的回路效率
（注意这里公式中的 只H取t 其数值）
[ A h ] d
w h
[ m
2
d
]
[
k m
w
2
h d
]
太阳电池方阵的日均发电量应为 Qg 12IgHt
太阳电池方阵的日均发电量应为 Qg 12IgHt
QL H t1 2
光
伏 系
计算 Qg N12IgHt QL NQL Q i
统
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化 设
Qi
n1
QL
计
方
N
框
n1 n 0.1?
图
Y
改变I
计算蓄电池和方阵容量
Qi
C D O D 2
PkIg(UbUd)
例 欲在沈阳安装一套太阳电池供电的路灯（工作电压12伏，功率30瓦， 每天工作6小时），如何选用什么规格的太阳电池方阵和蓄电池(5)？
额定电流的2～5倍，时间20～100.
3.太阳电池容量设计（计算）
设计原则： 是供需平衡(按月平均能量计算供需平衡)。
具体计算应包括： 太阳电池的功率、蓄电池的容量、逆变器的容量计算。 计算时应结合当地的气象、地理条件， 并兼顾可靠性、经济性。
几个概念
太阳日辐照量
H
t
（单位
[ kw m2
dh）]
根据当地辐射资料，达到一定辐照度时，太阳一天在地面的辐照能量.
【太阳电池的发电量(或功率)、太阳电池的输出电流都与辐照量成比例。】
峰值日照时数 T t
(单位 [
h d
)]
将当地日照量折算成标准测试条件( (1000w/m2) )下的小时数。 即当地从早到晚的日照量相当于标准测试条件下多少小时的日照量。
在满足需求条件下，尽量减小太阳电池和蓄电池的容量。 3.便于操作和安装 4.适用性强，选用部件最好用标准件
独立供电系统设计的基本思路
用户用电量分析
当地辐射资料
使用环境及使用者水平
确定供电模式（交、直流）
容量计算（设计）
逆变器功率
太阳电池组件容量
蓄电池容量
系 统 设计
系统
配
置
安装
设计步骤
1.确定供电模式
同时确定对电源的要求： 电压、电流、功率、 功率因子、频率、波型等。
太阳电 池方阵
太阳光伏独立供电模式
控制器 蓄电池组
12v直流负载 9v直流负载
太阳电 池方阵
控制器 蓄电池组
逆变器
12v直流负载
9v直流负载 交流负载1 交流负载2
2.用电量需求分析，计算出总用电量（电荷量或总用功率）
用电性质（照明？电视?听广播？经济情况？商业用户？）
月发电量应为 Qg N12IgHt （N为当月天数）
（ H t 只取其数值）
负载月耗电量为 QL NQL
( Q 为L 日用电量)
当月电量亏盈为 Qi Qg QL
全年连续亏欠月份电量之和为 Q i
上述亏欠电量相当于负载用电量的天数为 （全年缺电天数）
Qi
n1
QL
缺电天数n1与蓄电池维持天数 n 相比较，