太阳能电池组件及方阵容量的设计方法案例分析

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系统计算方法

太阳能电池组件（方阵）的设计方法一：选定组件尺寸的情况下电池组件的并联数=负载日平均用电量/(组件日平均发电量Ah*充电效率系数*组件损耗系数*逆变器效率系数)电池组件串联数=（系统工作电压V*系数1.43）/组件峰值工作电压V系数1.43：时太阳能电池组件峰值工作电压与系统工作电压的比值。

电池组件总功率=组件并联数*组件串联数*选定组件的峰值输出功率蓄电池和蓄电池组的设计方法放电率对蓄电池容量的影响。

平均放电率=（连续阴雨天数*负载工作时间）/最大放电深度对于多路不同负载的光伏系统,负载工作时间需要用加权平均法进行计算，加权平均负载工作时间的计算方法：负载工作时间=（∑负载功率*负载工作时间）/∑负载功率如加权平均负载工作时间=（1.5A*24h+4.5A*12h）/(1.5A+4.5A)蓄电池容量=（负载日平均用电量Ah*连续阴雨天数*放电率修正系数）/(最大放电深度*低温修正系数)蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量其他几种计算公式和设计方法以峰值日照时数为依据的简易计算方法（常用于小型独立光伏系统，用于对其他方法的验算）太阳电池组件功率=（用电器功率*用电时间/当地峰值日照时数）*损耗系数蓄电池容量=(用电器功率*用电时间/系统电压)*连续阴雨天数*系统安全系数在本公式中，太阳能电池组件功率、用电器功率的单位都是瓦（W）；用电时间和当地峰值日照时数的单位都是小时（h）；蓄电池容量单位为安时（Ah）；系统电压时指蓄电池或蓄电池组的工作电压，单位是伏（V）损耗系数包括：线路损耗，控制器损耗，太阳能电池组件玻璃表面脏污及安装倾角不能兼顾夏季和冬季等因素，可根据需要在1.6——2之间选取。

系统安全系数：主要是为了蓄电池放电深度（剩余电量）、冬季蓄电池放电容量减小、逆变器转换效率等因素所加的系数，计算可根据需要在1.6——2之间选取。

以年辐射总量为依据的计算方法太阳能电池组件（方阵）功率=K*（用电器工作电压*用电器工作电流*用电时间）/当地年辐射总量蓄电池（组）容量=蓄电池放电容量修正系数、安全系数*用电器工作电流*用电时间*连续阴雨天数*低温系数注：本公式中，太阳能电池组件功率的单位是瓦、用电器工作电压单位是伏；用电器工作电流单位是安培；用电时间是小时；蓄电池容量单位是安时，年辐射总量单位是千焦/平方厘米（kj/cm2）公式中K为辐射量修正数，单位是（kj/cm2.h）,对于不同运行情况，K可以适当调整，当光伏发电系统适当调整，当光伏发电系统处于有人维护和一般使用状态时，K取230；当系统处于无人维护且要求可靠时，K取251；当系统出去无法维护、环境恶劣、要求非常可靠时，K取276蓄电池放电容量修正系数和安全系数，采用碱性蓄电池取1.5，采用铅酸蓄电池时取1.8低温系数是指若蓄电池放置地点的最低温度可达到-10度时，温度系数取1.1，可达到-20度时取1.2。

太阳能电池组件及方阵的设计方法案例图文说明

太阳能电池组件及方阵的设计方法案例图文说明上面已经说过，太阳能电池组件的设计就是满足负载年平均每日用电量的需求。

所以，设计和计算太阳能电池组件大小的基本方法就是用负载平均每天所需要的用电量（单位：安时或瓦时）为基本数据，以当地太阳能辐射资源参数如峰值日照时数、年辐射总量等数据为参照，并结合一些相关因素数据或系数综合计算而得出的。

在设计和计算太阳能电池组件或组件方阵时，一般有两种方法。

一种方法是根据上述各种数据直接计算出太阳能电池组件或方阵的功率，根据计算结果选配或定制相应功率的电池组件，进而得到电池组件的外形尺寸和安装尺寸等。

这种方法一般适用于中小型光伏发电系统的设计。

另一种方法是先选定尺寸符合要求的电池组件，根据该组件峰值功率、峰值工作电流和日发电量等数据，结合上述数据进行设计计算，在计算中确定电池组件的串、并联数及总功率。

这种方法适用于中大型光伏发电系统的设计。

下面就以第二种方法为例介绍一个常用的太阳能电池组件的设计计算公式和方法，其他计算公式和方法将在下一节中分别介绍。

1．基本计算方注计算太阳能电池组件的基本方法是用负载平均每天所消耗的电量(Ah)除以选定的电池组件在一天中的平均发电量(Ah)，就算出了整个系统需要并联的太阳能电池组件数。

这些组件的并联输出电流就是系统负载所需要的电流。

具体公式为：负载用电10A,负载工作8小时。

（220V ））组件日平均发电量（）负载日平均用电量（电池组件并联数Ah Ah =其中, 组件日平均发电量=组件峰值工作电流(A)×峰值日照时数(h)。

假设告知负载日耗电（KWh ），如何计算负载日平均用电量（Ah ）。

再将系统的工作电压除以太阳能电池组件的峰值工作电压，就可以算出太阳能电池组件的串联数量。

这些电池组件串联后就可以产生系统负载所需要的工作电压或蓄电池组的充电电压。

具体公式为：组件峰值工作电压系数）系统工作电压（电池组件串联数 1.43V ⨯=系数1.43是太阳能电池组件峰值工作电压与系统工作电压的比值。

光伏发电系统组件方阵串并联数计算案例分析

光伏发电系统组件方阵串并联数计算案例分析光伏发电系统是利用太阳能光伏电池将太阳能转换为电能的一种清洁能源技术。

在建设光伏发电系统时，组件的串并联数的选择对系统的发电效率和性能有着直接影响。

在本文中，我们将以一个光伏发电系统组件方阵串并联数计算的案例分析，来探讨如何选择合适的串并联数来提高光伏系统的发电效率。

1.系统参数设定我们假设要建设一个光伏发电系统，其总装机容量为100kW。

在选取光伏组件时，假设每个光伏组件的额定功率为300W，额定电压为30V，额定电流为10A。

为了简化计算，我们选择了相同参数的光伏组件来构建系统。

2.组件串并联数计算在建设光伏发电系统时，我们需要确定每个组件的串联数和并联数，以便将多个光伏组件连接成一个整体的光伏方阵。

串联数决定了组件的总电压，而并联数决定了组件的总电流。

首先，我们来计算光伏组件的串联数。

根据光伏组件的额定电压和总装机容量，我们可以得到每个串联中的组件数量：串联数=总装机容量/（额定电压*总组件数）假设我们选取了10个光伏组件来构建一个串联，那么串联数为10。

接着，我们来计算光伏组件的并联数。

总电流等于总装机容量除以总电压，而总电流等于每个并联中的组件电流乘以并联数：并联数=总电流/（额定电流*每组串联数）为了方便计算，我们假设每个串联中有10个光伏组件，并且串联数为1、这样我们可以得到并联数为10。

3.系统效率计算一旦确定了组件的串并联数，我们就可以计算光伏系统的效率了。

光伏系统的效率可以通过光伏方阵的理论效率和实际效率来计算。

光伏方阵的理论效率可以通过光伏组件的额定功率和总装机容量来计算：理论效率=（额定功率*总组件数量）/总装机容量在本例中，理论效率为90%。

而实际效率可以通过光伏系统的实际发电量和光照条件来计算。

在日照充足的条件下，实际效率应接近理论效率。

综上所述，通过光伏发电系统组件方阵串并联数计算的案例分析，我们可以看到选择合适的串并联数对光伏系统的发电效率有着重要的影响。

太阳能电池方阵功率计算方法

太阳能电池方阵功率计算方法（案例说明）要计算太阳能电池组件的功率，必须要计算得到太阳能方阵面上所接收到的辐射量。

下面以固定方阵为例进行设计。

1.太阳能电池方阵倾斜角确定如果采用计算机辅助设计软件，应当进行太阳能电池方阵倾斜角的优化计算，要求在最佳倾斜角时冬天和夏天辐射量的差异尽可能小，而全年辐射量尽可能大，二者应当兼顾。

这对纬度高地区尤其重要。

高纬度地区的冬天和夏天水平面太阳能辐射差异非常大，如果按照水平面辐射量进行设计，则蓄电池的冬季存储量要远远大于阴雨天的存储量。

造成蓄电池的设计容量和投资都加大。

选择了最佳倾斜角，太阳能电池方阵面上的冬夏季辐射量之差就会变小，蓄电池的容量可以减少，系统造价降低，设计更为合理。

如果不用计算机进行倾斜角优化设计，也可以根据当地纬度按照表2-13设计。

2.由水平面辐射量计算太阳能电池方阵平面上的辐射量一般来讲，太阳能电池方阵面上的辐射量要比水平面辐射量高5%~15%不等；纬度越高，倾斜面比水平面增加的辐射量越大。

3.将倾斜面方阵面上的辐射量换算成峰值日照时数换算公式如下：如果辐射量的单位是：cal/cm2，则：峰值日照时数=辐射量·0.0116，其中0.0116为将辐射量cal/cm2换算成峰值日照时数的换算系数。

峰值日照定义：100Mw/ cm2=0.1W/ cm21cal=4.1868J=4.1868W·S则：（4.1868W·S）/（3600s/h·0.1W/ cm2）=0.0116h·cm2/cal例如：假定某地年水平面辐射量为135Kcal/cm2，方阵面上的辐射量为148.5 Kcal/cm2，则年峰值日照时数为148500·0.0116=1722.6h；每日峰值日照时数为4.7h。

如果辐射量的单位是MJ/ m2，则峰值日照小时数=辐射量/3.6(换算系数)例如：假定某地年水平辐射量为5643 MJ/ m2，方阵面上的辐射量为6207 MJ/ m2，则年峰值日照小时数为6207/3.6=1724h；每日峰值日照时数为：1724/365=4.7h。

太阳能光伏系统的电池容量优化设计

太阳能光伏系统的电池容量优化设计随着可再生能源的快速发展和应用，太阳能光伏系统作为一种绿色、清洁的能源解决方案，正逐渐受到人们的关注和采用。

在太阳能光伏系统中，电池是一个关键的组件，起着储能和供电的重要作用。

本文将探讨太阳能光伏系统的电池容量优化设计，以提高系统的效能和可靠性。

一、电池容量的意义在太阳能光伏系统中，电池的容量指的是电池能够储存的电能的大小。

电池容量的选择直接影响着系统的性能和运行时间。

容量过大则会增加系统的成本和体积，容量过小则无法满足系统负载需求，降低系统的稳定性和可靠性。

因此，合理选择电池容量对于太阳能光伏系统的设计至关重要。

二、影响电池容量的因素1. 负载需求：电池容量应该能够满足系统的负载需求，包括对电能的储存和供电能力。

根据实际负载需求的测算和估计，可以确定电池容量的大小。

2. 太阳能光伏阵列的发电能力：太阳能光伏阵列的发电能力也是决定电池容量的重要因素。

在太阳能资源丰富的地区，发电能力较高，可以适当减小电池容量；而在太阳能资源匮乏的地区，发电能力较低，需要增加电池容量以满足负载需求。

3. 充电和放电效率：电池的充电和放电效率也会影响电池容量的选择。

充电和放电效率越高，电池对太阳能的利用效率就越高，选择较小的电池容量即可满足系统需求。

三、电池容量优化设计策略1. 负载需求分析：首先，需对太阳能光伏系统的负载需求进行全面的分析。

通过统计和测算，计算出系统在不同时间段的负载需求，包括峰值功率需求、持续运行时间等。

2. 太阳能资源评估：根据所在地太阳能资源的评估，得出光伏阵列的发电能力，并结合负载需求，确定系统的发电与储能能力。

3. 计算电池容量：结合负载需求和太阳能资源评估结果，计算得出最适合的电池容量。

可以采用以下公式进行计算：电池容量=（每日峰值负载功率 * 持续时间）/ 放电效率4. 考虑系统的稳定性和可靠性：为确保系统具有良好的稳定性和可靠性，应考虑容量裕度。

容量裕度的大小根据实际需求和对系统可靠性的要求来确定，一般建议在20%左右。

太阳能电池方阵及蓄电池容量计算方法

太阳能电池供电系统设计步骤⑴ 列出基本数据① 确定所有负载功率及连续工作时间② 确定地理位置：经、纬度及海拔高度③ 确定安装地点的气象资料：★ 年（或月）太阳辐射总量或年（或月）平均日照时数★ 年平均气温和极端气温★ 最长连续阴雨天数★ 最大风速及冰雹等特殊气候资料⑵ 确定负载功耗：Q=ΣI·H 其中：I-负载电流，H-负载工作时间（小时）⑶ 确定蓄电池容量：C = Q X d X 1.3式中：d-连续阴雨天数 C-蓄电池标称容量（10小时放电率）C = （10～20）×Cr /（1-d）⑷ 确定方阵倾角：推荐方阵的倾角与纬度的关系当地纬度Ф 0～15°15～20° 25～30° 30～35° 35～40° ＞40° 方阵倾角β 15° Ф Ф+5° Ф+10° Ф+15 Ф+20⑸ 计算方阵β倾角下的辐射量：Sβ= S×sin(α+β)/sinα 光线式中：Sβ—β倾角方阵太阳直接辐射分量 α+β 方阵α—中午时太阳高度角S—水平面太阳直接辐射量（查气象资料）其它：α=90°-Φ±δ α β式中：Φ—纬度δ—太阳赤纬度（北半球取+号）地面即：α=90°-Φ+δδ=23.45°sin[(284+n)×360/365]式中：n—从一年开头算起第n天的纬度那么 Rβ=S×sin(α+β)/sinα+D式中 Rβ—β角方阵面上的太阳总辐射量 D—散射辐射量（查阅气象资料）⑹ 计算方阵电流：Tm = (Rβ×mwH/cm2)/(100mw/cm2)式中：Tm—为平均峰值日照时数Imin = Q/(Tm×η1×η2)式中：Imin—方阵最小输出电流 η1—蓄电池充电效率η2—方阵表面灰尘遮散损失Imax = Q/(Tmin×η1×η2)⑺ 确定方阵电压：V = Vf+Vd式中：Vf—蓄电池浮充电压（25℃）Vd—线路电压损耗⑻ 确定方阵功率：F=Im×V/(1-α(Tmax-25))式中：α—一般取α=0.5% Tmax—太阳电池最高工作温度⑼ 根据蓄电池容量、充电电压、环境极限温度、太阳电池方阵电压及功率要求，选取适合的太阳电池组件。

以峰值日照时数为依据的多路负载光伏电站容量和蓄电池容量案例分析

以峰值日照时数为依据的多路负载光伏电站容量和蓄电池容量案例分析当太阳能发电系统要为多路不同的负载供电时，就需要先把各路负载的日耗电量计算出来并合计出总耗电量，然后再以当地峰值日照时数为参数进行计算。

表5-3是一个负载耗电量统计表。

统计总耗电量时要对临时负荷的接入及预期负荷的增长有预测，留出5%～10%的余量。

表7-5 负载电量统计表1.根据总耗电量，利用公式计算出太阳能电池组件（方阵）需要提供的发电电流：系统效率）峰值日照时数（系统直流电压）负载日耗电量（）方阵发电电流（⨯⨯=h h W A公式中系统直流电压是指蓄电池或蓄电池组串联后的总电压。

系统直流电压的确定要根据负载功率的大小，并结合交流逆变器的选型。

确定的原则是：①在条件允许的情况下，尽量采用高电压，以减少线路损失，减少逆变器转换损耗，提高转换效率。

②系统直流电压的选择要符合我国直流电压的标准等级，即12V 、24V 、48V 、110V 、220V 和500V 等。

系统效率系数包括：蓄电池的充电效率，一般取0.9；交流逆变器的转换效率，一般取0.85；太阳能电池组件功率衰降、线路损耗、尘埃遮挡等的综合系数，一般取0.9。

这些系数可以根据实际情况进行调整。

2.根据太阳能电池组件（方阵）的发电电流，用下列公式计算其总功率：43.1系数系统直流电压方阵发电电流电池方阵总功率⨯⨯=P系数1.43是太阳能电池组件峰值工作电压与系统工作电压的比值。

例如，为12V 系统工作电压充电的太阳能电池组件的峰值电压是17～17.5V;为24V 系统电压充电的峰值电压为34～35V 。

太阳能电池组件功率=组件峰值电沆×组件峰值电压，因此为方便计算用系统工作电压乘以1.43就是该组件或整个方阵的峰值电压近似值。

3.蓄电池放电深度逆变器效率连续阴雨天数）系统直流电压（）负载日耗电（蓄电池容量⨯⨯=V Ah C Wh )( 式中逆变器效率可根据设备选型在80%～93%之间选择，蓄电池放电深度可根据其性能参数和可靠性要求等在50%～75%之间选择。

太阳能光伏组件方阵的容量及串并联连接的设计方法

太阳能光伏组件方阵的容量及串并联连接的设计方法光伏组件设计的基本思想就是满足年平均日负载的用电需求。

计算光伏组件的基本方法是用负载平均每天所需要的能量（安时数）除以一块光伏组件在一天中可以产生的能量（安时数），这样就可以算出系统需要并联的光伏组件数，使用这些组件并联就可以产生系统负载所如何设计光伏组件的大小以及光伏组件方阵的排布连接，是光伏系统设计中最重要的一环。

这个步骤决定了用户60%的成本投入是否产生浪费或者是否不足。

下面我们就来详细介绍光伏组件方阵的设计原理和案例。

一、基本公式光伏组件设计的基本思想就是满足年平均日负载的用电需求。

计算光伏组件的基本方法是用负载平均每天所需要的能量（安时数）除以一块光伏组件在一天中可以产生的能量（安时数），这样就可以算出系统需要并联的光伏组件数，使用这些组件并联就可以产生系统负载所需要的电流。

将系统的标称电压除以光伏组件的标称电压，就可以得到系统需要串联的光伏组件数，使用这些光伏组件串联就可以产生系统负载所需要的电压。

基本计算公式如下：日平均负载（AH）并联的组件数量＝------------------组件日输出（AH）系统电压（V）串联组件数量＝ ---------------组件电压（V）二、光伏组件方阵设计的修正光伏组件的输出，会受到一些外在因素的影响而降低，根据上述基本公式计算出的光伏组件，在实际情况下通常不能满足光伏系统的用电需求，为了得到更加正确的结果，有必要对上述基本公式进行修正。

1、将光伏组件输出降低10％在实际情况工作下，光伏组件的输出会受到外在环境的影响而降低。

泥土、灰、积雪的覆盖和组件性能的慢慢衰减都会降低光伏组件的输出。

另外，逆变器的转换效率，以及电缆等系统内设备的损耗也会影响光伏组件实际输出的电流。

通常的做法就是在计算的时候减少光伏组件的输出10％来解决上述的不可预知和不可量化的因素。

我们可以将这看成是光伏系统设计时需要考虑的工程上的安全系数。

光伏方阵典型设计案例

光伏方阵典型设计案例
光伏方阵是由多个太阳能电池板组成的系统，用于将太阳光转化为电能。

以下是一个典型的光伏方阵设计案例：
1. 方阵规模：光伏方阵的规模根据实际需求确定，我们以一个中等规模的方阵为例，假设由100个太阳能电池板组成。

2. 方阵布局：太阳能电池板可以采用平面布局或斜面布局。

平面布局是将太阳能电池板平放在地面或屋顶上，斜面布局是将太阳能电池板倾斜放置，以增加太阳辐射面积。

在此案例中，我们采用斜面布局。

3. 太阳能电池板安装角度：太阳能电池板的安装角度应考虑到当地的纬度、季节和太阳轨迹等因素。

一般来说，安装角度可以设置为与当地纬度相等，或者根据经验值进行调整。

在本案例中，我们假设安装角度为30度。

4. 太阳能电池板位置：太阳能电池板之间的距离要足够大，以避免相互遮挡阻碍光照。

一般来说，相邻太阳能电池板之间的距离应大于它们的高度。

在本案例中，我们假设太阳能电池板之间的距离为1.5米。

5. 方阵接线：太阳能电池板通过电线连接到电池组或逆变器。

电线的选用要考虑太阳能电池板的功率和电流，以及电线的导电能力。

在本案例中，我们假设使用2.5平方毫米的铜芯电线。

6. 方阵支架：方阵的太阳能电池板需要安装在支架上。

支架的
选用要考虑安装角度和地面或屋顶的承重能力。

一般来说，支架应具有稳定性和耐腐蚀性。

在本案例中，我们假设使用由钢材制成的支架。

以上是光伏方阵的典型设计案例，具体的设计还需要根据实际情况进行调整和优化。

太阳能电池方阵及容量计算

太阳能电池方阵及容量计算5.1太阳能电池太阳能电池是一种近年发展起来的新型的电池。

太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的一种器件，太阳光照在半导体p—n结上，形成新的空穴—电子对。

在p—n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流，这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”，因此太阳能电池又称为“光伏电池”。

5.2太阳能电池种类制造太阳电池的半导体材料已知的有十几种，因此太阳电池的种类也很多。

太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄式和非结晶系膜式(以下表示为a-)两大类，而前者又分为单结晶形和多结晶形。

按材料可分为：硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机薄膜形，百化合物半导体薄膜形又分为非结晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、ⅢV族(GaAs,InP)、ⅡⅥ族(cds系)和磷化锌(Zn3P2)等。

目前，技术最成熟，并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池。

5.3太阳能电池原理太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。

能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。

用于太阳能电池的半导体材料是一种介于导体和绝缘体之间的特殊物质，和任何物质的原子一样，半导体的原子也是由带正电的原子核和带负电的电子组成，半导体硅原子的外层有4个电子，按固定轨道围绕原子核转动。

当受到外来能量的作用时，这些电子就会脱离轨道而成为自由电子，并在原来的位置上留下一个“空穴”，在纯净的硅晶体中，自由电子和空穴的数目是相等的。

如果在硅晶体中掺入硼、图5-1镓等元素，由于这些元素能够俘获电子，它就成了空穴型半导体，通常用符号P 表示；如果掺入能够释放电子的磷、砷等元素，它就成了电子型半导体，以符号N代表。

若把这两种半导体结合，交界面便形成一个P－N结。

太阳能电池的奥妙就在这个“结”上，P－N结就像一堵墙，阻碍着电子和空穴的移动。

太阳能电池方阵的设计

太阳能电池方阵的设计叶明（1. 大连海事大学，物理系，2011应用物理学）摘要：太阳能电池方阵是为了满足高电压、大功率的发电要求，由若干个太阳能电池组件通过串、并联连接，并通过一定的机械方式固定组合在一起的。

除太阳能电池组件的串、并联组合外，太阳能电池方阵还需要防逆流二极管、旁路二极管、电缆等对电池组件进行电气连接，并配备专用的、带避雷器的直流接线箱。

关键词：热斑效应，二极管，太阳能电池1 太阳能组件的热斑效应在太阳能电池方阵中，如果发生有阴影（例如树叶、鸟类、鸟粪等）落在某单体电池或一组电池上，或当组件中的某单体电池被损坏时，但组件或方阵的其余部分仍处于太阳暴晒之下正常工作，这样为被遮挡的部分太阳能电池或组件就要对局部被遮挡或已损坏的太阳能电池或组件提供负载的所需的功率，使该部分太阳能电池如同一个工作在与反向偏置下的二极管，其电阻和压降很大，从而消耗功率导致发热。

由于出现高温，称之为“热斑”。

在一定条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳能电池组件将被当作负载消耗其他被光照的太阳能电池组件所产生的部分能量或所有能量，被遮挡的太阳能电池组件此时将会发热，这就是“热斑效应”，多组并联的太阳能电池组件，假设其中一块被部分遮挡，也会形成热斑，如图1,2所示。

热斑效应会严重影响地破坏太阳能电池组件，甚至可能会使焊点熔化、封装材料破坏、乃至整个组件失效。

产生热斑效应的原因除了以上情况外，还有个别质量不好的电池片混入电池组件、电极焊片虚焊、电池片隐裂或破损、电池片性能变坏等因素，需要引起注意。

2太阳能电池的防逆流二极管和旁路二极管2.1旁路二极管旁路二极管的作用是防止串联中的某个组件或组件中的某一部分被阴影遮挡或出现故障时引起“热斑效应”，串联电路中，需要在太阳能电池组件的正负极间并联一个旁路二极管Db，电池正常工作时正极电势高于负极电势，旁路二极管Db处于反向偏压下，电阻很大，视为截止状态，当某一电池或组件被遮蔽或损坏时，其相待于一个负载，根据基尔霍夫定律，电流正向电压降低，这时旁路二极管Db处于正向偏压下，电阻很小，视为导线，将被被遮蔽或损坏电池短路，以免串联回路中光照组件所产生的能量被遮蔽的组件所消耗，不影响其他正常组件的正常工作。

光伏发电光伏阵列设计及布置方案

光伏发电光伏阵列设计及布置方案1.1光伏方阵布置方案1.1.1布置原则每两列组件间的间距设置保证在太阳高度角最低的冬至日9： 00〜15： 00时，前后排太阳能电池组件间采光不受阻挡。

1.1.2方阵布置说明根据设计原则，本项目共20个光伏组件阵列组成的发电区域，均采用45。

倾角布置，采用固定式支架系统，支架基础采用混凝土独立棊础式。

图一：支架定位参考样图图一：支架定位参考样图1.2光伏阵列设计121光伏子方阵设计一个lMWp的光伏方阵，由太阳能电池组件经过串并联组成。

将组件串联得到并网逆变器所要求的电压，再将串联组件并联达到逆变器的功率要求。

1、太阳能电池串联组件数量计算：根据逆变器的技术参数，最高输入电压为1100V,工作电压范围为500〜1100V；组件的开路电压为37.62V；最大工作点的工作电压30.36V；开路电压温度系数为-0.33%/°Co 1）组件开路电压因温差升压百分比最高值：65*0.003=21.45% （温度范围+25°C-40°C考虑）；2）组件开路因温差升压值：21.45%*37.62=8.1V；3）组件开路最高升压值：37.62+8.1=45.72V；4）组件串联最大数量:1100/45.72^24块；5）选择组件串联数量：20块。

2、lMWp子方阵太阳能电池数量计算：单个发电单元的容量为lMWp,组件串并联接线：1）20块组件串联为一路，每一路串联容量为20*255=5.lkWp、输出电压20*30.36=607.2V；2）每一台逆变器上太阳能电池组件并联数= 1000/2/5.1=98,因PV输入数量是3,选择一台逆变器并联数为99；3）2*99=198组件并联组成一个发电单元，其子方阵太阳能电池数量为3960块，容量为198*5.l =1009.8kWp,占地而积147.54*77.5=11434.35m2。

1.2.2光伏总方阵容量、电池总数量及占地而积1)20MWp并网系统由20个发电单元组成，总容量= 1009.8*20=20, 196kWp；2)太阳能电池总数量=(20*198)*20=79, 200块，占地总而积319*749.7=239154.3m2。

电池组件结构阵列设计(教学课件PPT)

1.1.6 电池组件结构阵列设计
倾斜角间距
案例分析：
1.分析100KW光伏电站最佳倾斜角。 2.光伏电池倾斜角设计的影响因素。
太阳能电池方阵功率计算
要计算太阳能电池组件的功率，必须要计算得到太阳能方阵面上所接收到的辐射量。下面以固定方阵为例进行设计。 1.太阳能电池方阵倾斜角确定如果采用计算机辅助设计软件，应当进行太阳能电池方阵倾斜角的优化计算，要求在最佳倾斜角时冬天和夏天辐射量的差异尽可能小，而全年辐射量尽可能大，二者应当兼顾。这对纬度高地区尤其重要。高纬度地区的冬天和夏天水平面太阳能辐射差异非常大，如果按照水平面辐射量进行设计，则蓄电池的冬季存储量要远远大于阴雨天的存储量。造成蓄电池的设计容量和投资都加大。选择了最佳倾斜角，太阳能电池方阵面上的冬夏季辐射量之差就会变小，蓄电池的容量可以减少，系统造价降低，设计更为合理。如果不用计算机进行倾斜角优化设计，也可以根据当地纬度按照表2-13设计。 2.由水平面辐射量计算太阳能电池方阵平面上的辐射量一般来讲，太阳能电池方阵面上的辐射量要比水平面辐射量高5%~15%不等；纬度越高，倾斜面比水平面增加的辐射量越大。 3.将倾斜面方阵面上的辐射量换算成峰值日照时数
D
COS H
tan[arcsin(0.648cos 0.399sin)]
光伏阵列跟踪方式
实际测量2KW光伏电池阵列间距问题。
训练与提高
为了获取最大光伏发电功率，设计2KW离网光伏发电系统组件方阵结构。
1.串并联方式。 2.倾斜角方式。
年总辐射量（水平） 6680～8400 MJ/m2 5852～6680 MJ/m2
5016～5852 MJ/m2
4190～5016 MJ/m2 3344～4190 MJ/m2

太阳能电池方阵设计实验报告

太阳能电池方阵设计实验报告一、实验目的本实验旨在探究太阳能电池方阵设计对电能输出效果的影响,并通过实验数据的分析,确定最佳的太阳能电池方阵设计参数,以提高太阳能电池的能量转换效率。

二、实验器材1.太阳能电池板2.数字多用表3.电线4.实验架5.光照度计6.直尺、量角器等测量工具三、实验步骤及操作1.选定实验地点,确保其具有充足的阳光照射强度。

2.测量并记录当前环境的光照度。

3.确定太阳能电池方阵的设计参数,包括电池板面积、板子数量、板子之间的距离、方向和角度等。

4.搭建太阳能电池方阵,确保每个电池板之间的距离均匀,方向和角度一致。

5.将数字多用表连接至太阳能电池板上,记录输出电压和电流的数值,并计算功率。

6.根据太阳能电池板的数量、板子之间的距离、方向和角度等参数,逐个更改电池方阵设计,并记录各种设计参数下的电池输出功率。

四、实验结果与分析1.根据实验数据分析太阳能电池方阵设计对电能输出功率的影响。

2.确定最佳的太阳能电池方阵设计参数,以提高太阳能电池的能量转换效率。

3.探究太阳能电池方阵在不同的光照强度下的输出功率变化规律。

五、实验结论1.太阳能电池方阵的设计参数直接影响电能输出功率,不同的设计参数会带来不同的输出效果。

2.最佳的太阳能电池方阵设计参数应根据当地的光照强度,板子数量、板子之间的距离、方向和角度等参数来确定。

3.太阳能电池方阵输出功率随着光照强度的不同而有所变化,只有在充足的光照条件下才能获得最大的输出功率。

六、实验注意事项1.实验环境必须充足的阳光照射,否则不能得到可靠的实验数据。

2.搭建电池方阵时,必须确保每个电池板之间的距离均匀,方向和角度一致。

3.使用数字多用表时,必须正确连接,避免错误读数。

4.实验须严格遵守安全操作规程,以保证实验安全。

光伏电站蓄电池容量的计算方法图文说明(附案例)

光伏电站蓄电池容量的计算方法图文说明（附案例）在确定蓄电池容量时，并不是容量越大越好，一般以20%为限。

因为在日照不足时，蓄电池组可能维持在部分充电状态，这种欠充电状态导致电池硫酸化增加，容量降低，寿命缩短。

不合理地加大蓄电池容量，加大蓄电池容量，将增加光伏系统的成本。

在独立光伏发电系统中，对蓄电池的要求主要与当地气候和使用方式有关，因此各有不同。

例如，标称容量有5h 率、24h 率、72h 率、100h 率、240h 率以及720h 率。

每天的放电深度也不相同，南美的秘鲁用于“阳光计划”的蓄电池要求每天40%～50%的中等深度放电，而我国“光明工程”项目有的户用系统使用的电池只进行20%～30%左右的放电深度，日本用于航标灯的蓄电池则为小电流长时间放电。

蓄电池又可分为浅循环和深循环两种类型。

因此选择太阳能用蓄电池应既要经济又要可靠，不仅要防止在长期阴雨天气时导致电池的储存容量不够，达不到使用目的；又要防止电池容量选择过小，不利于正常供电，并影响其循环使用寿命，从而也限制了光伏发电系统的使用寿命；又要避免容量过大，增加成本，造成浪费。

确定蓄电池容量的公式为:aK U L P F D C ⨯⨯⨯⨯=0 (公式4-1) C －蓄电池容量，kW ·h （Ah ）；D －最长无日期间用电时数，h ；F —蓄电池放电效率的修正系数，（通常取1.05）；P O －平均负荷容量，kW ；Ｌ为蓄电池的维修保养率，（通常取0.8）；U 为蓄电池的放电深度（通常取0.5）；Ｋα为包括逆变器等交流回路的损耗率（通常取0.7～0.8）。

上式可简化为：C ＝3.75×D ×P 0这是根据平均负荷容量和最长连续无日照时的用电时数算出的蓄电池容量的简便公式。

由于蓄电池容量一般以安时数表示，故蓄电池容量应该为：VWh C Ah C )(1000)(⨯=' H I Ah C ⨯=')(C '为蓄电池容量，A ·ｈ；V 为光伏系统的电压等级（系统电压），通常为12V 、24V 、48V 、110V 或220V 。

太阳能电池板组件设计分析

太阳能电池板组件设计分析太阳能电池板是太阳能发电系统中的重要组成部分。

它可以把太阳能转化为电能，为人们的生活和工作提供便利。

因此，太阳能电池板的组件设计分析显得极为重要。

本文就从太阳能电池板的组件设计、技术参数、结构和材料等方面进行探讨。

一、太阳能电池板组件设计太阳能电池板的组件设计包括五个方面：光伏电池的选型、电池板的布局、组件的承载结构、光伏并联方式和电池板的接线方式。

首先，光伏电池选型是太阳能电池板组件设计的核心。

光伏电池的质量和稳定性决定了整个电池板的发电能力。

时下常用的光伏电池有单晶硅、多晶硅和非晶硅三个材质。

单晶硅光伏电池和多晶硅光伏电池的效率最高，由于成本高，逐渐被非晶硅光伏电池所替代。

因此，合理选择光伏电池的材料，可大幅度提高太阳能电池板的效率。

其次，电池板的布局决定了光伏电池板的发电效率。

太阳能电池板的布局要与周边环境相结合，确保在光照不足或者存在阴影时能够自动调整布局。

在实际应用中，不同区域的太阳能资源具有差异性，要根据实际情况调整布局，使之发挥最佳效果。

再次，组件承载结构应具备良好的耐腐蚀性、抗风能、抗震性等特点。

太阳能电池板需要经受装配和运输，装置后还需长期固定在户外，因此组件承载结构的设计很重要。

如何使组件在受力过程中（风、雨、雪、震动等），始终保持稳定的状态，避免损坏，是组件设计时必须考虑的问题。

同时，光伏并联方式也是太阳能电池板组件设计的关键之一。

由于太阳能电池板不同方向的光照度不一致，必须进行光伏图并联，才能在充分利用阳光的同时保持发电效率。

目前，常用的光伏并联方式有串联和并联两种方式，具体的选择应根据实际情况而定。

最后，电池板的接线方式也将影响光伏发电效果。

接线方式需要考虑电池板的整体电压和电流要求，以及电线和接触器的耐久性等因素。

正确的接线方式可以提高电池板的工作效率，并保证他们的可靠性，这样就不会因接触不良而影响发电量。

二、太阳能电池板技术参数太阳能电池板的技术参数主要包括：效率、开路电压、短路电流、最大功率点电压、最大功率点电流和峰值功率等六个方面。

以峰值日照时数分析太阳能电池组件功率和蓄电池容量案例说明

以峰值日照时数分析太阳能电池组件功率和蓄电池容量案例说明太阳能是一种清洁、可再生的能源，具有广阔的市场前景。

随着人们对环保和节能的追求，太阳能光伏发电系统已经成为一种热门的选择。

在太阳能光伏发电系统中，太阳能电池组件和蓄电池是两个非常重要的部件，它们直接影响着系统的性能和效率。

首先，我们来看太阳能电池组件。

太阳能电池组件是将太阳光能转化为电能的关键部件。

它的功率通常以瓦特（W）来表示，即单位时间内产生的电能。

太阳能电池组件的功率大小受到多种因素的影响，其中包括日照时数、光照强度、温度等因素。

在设计或选择太阳能电池组件时，需要充分考虑这些因素，以保证系统的正常运行和高效发电。

日照时数是影响太阳能电池组件功率的主要因素之一、日照时数是指每天太阳直射地表的时间长度，通常以小时（h）来表示。

在设计太阳能光伏发电系统时，需要根据当地的日照时数数据来确定太阳能电池组件的功率大小。

一般来说，日照时数越长，太阳能电池组件的功率也越高，相应地发电效率也会更高。

举个例子来说明，假设地区的日照时数为6小时，而我们选择的太阳能电池组件的额定功率为100瓦。

那么在一天内，这个太阳能电池组件最大可以产生的电能为100瓦x6小时=600瓦时（Wh）。

如果日照时数增加到8小时，那么这个太阳能电池组件就可以产生更多的电能，即100瓦x8小时=800瓦时（Wh）。

可以看出，日照时数对太阳能电池组件的功率有着直接的影响。

另外，蓄电池的容量也是一个重要的参数。

蓄电池用来储存太阳能电池组件产生的电能，以便在夜晚或阴天时供电使用。

蓄电池的容量通常以安时（Ah）来表示，即表示蓄电池能够供电的时间长度。

蓄电池的容量大小需要根据电器设备的功率、使用时间和负载需求来确定，以保证系统能够正常供电。

在确定蓄电池容量时，我们需要考虑到太阳能电池组件的功率、日照时数以及系统的负载需求等因素。

如果太阳能电池组件的功率较大，而日照时数又较短，那么就需要选择容量更大的蓄电池以满足系统的供电需求。

太阳能电池组件及方阵的研究和设计

为此#国家首先在东北进行经济转型试点$ )%%$ 年阜新被设为首个资源枯竭城市#)%%1 年东北进入全面 ) 生态文明* 建设#即以较低的资源代价和环境代价换取较高的经济发展速度$ )%$% 年#国务院常务会议审议并原则通过加快新兴产业的决定#其中就包括光伏产业$ 目前#我国传统能源消费比例明显下降#以煤炭为例#已经从 1% 年代的 '%G以上下降至 0%G以下#未来还会继续下降$
单体4444444组件
方阵图 ) 太阳能电池单体*组件和方阵 %太阳能电池方阵的设计太阳能电池方阵一般有三种排布方式串联组合并联组合和串并联混合串联时每个组件需要并联旁路二极管二极管的 b 侧连太阳能电池的负极- 侧连正极当太阳能电池正常工作时二极管不导通但是当组件出现故障时二极管与其他太阳能电池之间串联变成 =侧连正极- 侧连负极刚好导通这样回路中的电流经二极管绕过坏掉的不工作的太阳能组件继续整个方阵正常供电所以该位置的二极管称为旁路二极管串联防反充二极管即正极连 b- 结 b 侧负极连 b- 结 - 侧电池板正常 b- 结导通如果反向施压则 b- 结反偏电路不通起到防反充作用电池组件如果局部被树叶或者鸟类粪便覆盖就像反偏的二极管b 侧连电源的负极而 - 侧连电源的正极相当于一个很大的电阻进而压降也很大最终导致发热严重时会破坏组件玻璃受热膨胀等因此方阵位于相对空旷的地方定时清洁太阳能电池板避免热斑现象的产生一个组件最大输出功率 $%9g最大工作电压是 (0&)> 如果负载要求功率是 (%.g所需直流电压是 7$)>组件应该怎么设计首先根据负载功率要求算出组件的块数 (%.g*$%9g 得 )11 块电池组件又根据负载电压要求 7$)>*(0&)>约为 $3 块串联这样就可以算出并联个数约 )% 块大致计算之后可以得到该组合为 $3 串 )% 并的方阵总块数为 )9% 块最大输出功率为 )9% m$%9g 约为 (%&).g 又如某一发电系统采用直流供电负载工作电压为 39>用电量为 $7%HO该地区最低辐照水平在 $) 月份其倾斜面峰值日照时数为 (&7O如果用功率为 $)7g 工作电压 (3&)> 工作电流 (&07H 的电池组件如何设计假设组件损耗系数是 %l'蓄电池充电效率为 %&' 首先根据电压可以算出串联数即 39 *%&'m%&'m(3&) 约等于 ) 块然后根据用电量算