太阳能电池方阵的设计
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。
太阳能电池方阵方位角与倾斜角
太阳能电池方阵方位角与倾斜角2012-09-24来源:太阳能人才网浏览[267]次分享到：标签:太阳能电池光伏产业太阳能电池方阵方位角与倾斜角由于太阳能是一种清洁的能源，它的应用正在世界范围内快速增长。
可是目前建设一个离网太阳能光伏发电系统的成本还是较高的，从我国现阶段的太阳能光伏发电成本来看，花费在太阳能电池组件的费用大约占60％～70％，因此，为了充分、有效地利用太阳能，如可选取太阳能电池方阵的方位角与倾斜角是一个十分重要的问题。
为了让太阳能电池组件在一年中接收到的太阳辐射能尽可能多，要为太阳能电池组件选择一个最佳的方位角与倾}角。
在太阳能光伏发电系统的设计中，光伏组件方阵的放置形式和放置角度对太阳能光伏发电系统接收到的太阳辐射有很大的影响，从而影响到离网太阳能光伏发电系统的发电能力。
光伏组件方阵的放置形式有固定安装式和自动跟踪式两种形式，其中自动跟踪装置包括单轴跟踪装置和双轴跟踪装置。
(1)方位角太阳能电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角(向东偏设定为负角度、向西偏设定为正角度)。
在北半球，一般方阵朝向正南(即方阵垂直面与正南的夹角为0o)时，太阳能电池发电量是最大的。
在偏离正南(北半球)30o 时，方阵的发电量将减少10％～15％；在偏离正南(北半球)60o时，方阵的发电量将减少20％～30％。
但是，在晴朗的夏天，太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后，因此方阵的方位稍微向西偏一些时，在午后时刻可获得最大发电功率。
在不同的季节，各个方位的日辐射量峰值产生的时刻是不一样的。
太阳能电池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。
方阵设置场所受到许多条件的制约，如果要将方位角调整到在一天中负载的峰值时刻与发电峰值时刻一致，可参考下述公式：方位角=(一天中负载的峰值时刻(24小时制)-12)×15+(经度-116)(2)倾斜角太阳能电池方阵通常是面向赤道放置的，相对地平面有一定的倾角，即太阳能电池方阵平面与水平地面的夹角。
光伏电站 电池方阵的安装施工
光伏电站电池方阵的安装施工1.安装位置的确定在光伏发电系统设计时，就要在计划施工的现场进行勘测，确定安装方式和位置，测量安装场地的尺寸，确定电池组件方阵的朝向方位角和倾斜角。
太阳能电池方针的安装地点不能有建筑物或树木等遮挡物，如实在无法避免，也要保证太阳能方阵在上午9时到下午16时能接收到阳光。
太阳能电池方阵与方阵的间距等都应严格按照设计要求确定。
2.电池方阵基础与支架的施工首先进行场地平整挖坑，按设计要求的位置浇注光伏电池方阵的支架基础。
基础预埋件要平整牢固。
当要在屋顶安装电池方阵时，要使基座预埋件与房屋主体结构的钢筋牢固焊接或连接，如果受到结构限制无法进行焊接或连接的，应采取措施加大基座与屋顶的附着力，并采用前面介绍的铁线拉紧法或支架延长法等加以固定。
基座制作完成后，要对屋顶破坏或涉及部分按照国家标准《屋面工程质量验收规范》(GB50207-2002)的要求做防水处理,防止渗水、漏雨现象发生。
太阳能电池方阵支架应采用热镀锌钢材或普通角钢制作，沿海地区可考虑采用不锈钢等耐腐蚀钢材制作。
支架的焊接制作质量要符合国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)的要求。
普通钢材支架的全部及热镀锌钢材支架的焊接部分，要进行涂防锈漆等防腐处理。
太阳能电池支架与基础之间应焊接或安装牢固。
在电池方阵基础与支架的施工过程中，应尽量避免对相关建筑物及附属设施的破坏，如因施工需要不得已造成局部破损，应在施工结束后及时修复。
电池组件边框及支架要与保护接地系统可靠连接。
3.电池组件的安装(1)太阳能光伏电池组件在存放、搬运、安装过程中，不得碰撞或受损，特别要注意防止组件玻璃表面及背面的背板材料受到硬物的直接冲击。
(2)组件安装前应根据组件生产厂家提供的出厂实测技术参数和曲线,对电池组件进行分组，将峰值工作电流相近的组件串联在一起，将峰值工作电压相近的组件并联在一起，以充分发挥电池方阵的整体效能。
(3)将分好组的组件依次摆放到支架上，并用螺丝穿过支架和组件边框的固定孔，将组件与支架固定。
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。
太阳能电池最佳方位角与倾斜角完整版
太阳能电池最佳方位角与倾斜角HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】太阳能电池组件的方位角与倾斜角选定（1）由于太阳能是一种清洁的能源，它的应用正在世界范围内快速地增长。
利用太阳光发电就是一种使用太阳能的方式，目前建设一个太阳能发电系统的成本还是较高的，从我国现阶段的太阳能发电成本来看，其花费在太阳电池组件的费用大约为30～40％，因此，为了更加充分有效地利用太阳能，如何选取太阳电池方阵的方位角与倾斜角是一个十分重要的问题。
1.方位角太阳电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度）。
一般情况下，方阵朝向正南（即方阵垂直面与正南的夹角为0°）时，太阳电池发电量是最大的。
在偏离正南（北半球）30°度时，方阵的发电量将减少约10％～15％；在偏离正南（北半球）60°时，方阵的发电量将减少约20％～30％。
但是，在晴朗的夏天，太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后，因此方阵的方位稍微向西偏一些时，在午后时刻可获得最大发电功率。
在不同的季节，太阳电池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。
方阵设置场所受到许多条件的制约，例如，在地面上设置时土地的方位角、在屋顶上设置时屋顶的方位角，或者是为了躲避太阳阴影时的方位角，以及布置规划、发电效率、设计规划、建设目的等许多因素都有关系。
如果要将方位角调整到在一天中负荷的峰值时刻与发电峰值时刻一致时，请参考下述的公式。
至于并网发电的场合，希望综合考虑以上各方面的情况来选定方位角。
方位角＝（一天中负荷的峰值时刻（24小时制）－12）×15＋（经度－116）10月9日北京的太阳电池方阵处于不同方位角时，日射量与时间推移的关系曲线。
在不同的季节，各个方位的日射量峰值产生时刻是不一样的。
2.倾斜角倾斜角是太阳电池方阵平面与水平地面的夹角，并希望此夹角是方阵一年中发电量为最大时的最佳倾斜角度。
光伏阵列(太阳能电池板方阵)安装角度计算和确定
太阳能电池板方阵安装角度计算由于太阳能是一种清洁的能源，它的应用正在世界范围内快速地增长。
利用太阳光发电就是一种使用太阳能的方式，可是目前建设一个太阳能发电系统的成本还是较高的，从我国现阶段的太阳能发电成本来看，其花费在太阳电池组件的费用大约为30~40%，因此，为了更加充分有效地利用太阳能，如何选取太阳电池方阵的方位角与倾斜角是一个十分重要的问题。
1.方位角太阳电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度）。
一般情况下，方阵朝向正南（即方阵垂直面与正南的夹角为0°）时，太阳电池发电量是最大的。
在偏离正南（北半球）30°度时，方阵的发电量将减少约10%~15%；在偏离正南（北半球）60°时，方阵的发电量将减少约20%~30%。
但是，在晴朗的夏天，太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后，因此方阵的方位稍微向西偏一些时，在午后时刻可获得最大发电功率。
在不同的季节，太阳电池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。
方阵设置场所受到许多条件的制约，例如，在地面上设置时土地的方位角、在屋顶上设置时屋顶的方位角，或者是为了躲避太阳阴影时的方位角，以及布置规划、发电效率、设计规划、建设目的等许多因素都有关系。
如果要将方位角调整到在一天中负荷的峰值时刻与发电峰值时刻一致时，请参考下述的公式。
至于并网发电的场合，希望综合考虑以上各方面的情况来选定方位角。
方位角=（一天中负荷的峰值时刻（24小时制）—12）X 1$ （经度－116）10月9日北京的太阳电池方阵处于不同方位角时，日射量与时间推移的关系曲线。
在不同的季节，各个方位的日射量峰值产生时刻是不一样的。
2.倾斜角倾斜角是太阳电池方阵平面与水平地面的夹角，并希望此夹角是方阵一年中发电量为最大时的最佳倾斜角度。
一年中的最佳倾斜角与当地的地理纬度有关，当纬度较高时，相应的倾斜角也大。
但是，和方位角一样，在设计中也要考虑到屋顶的倾斜角及积雪滑落的倾斜角（斜率大于50%-60%）等方面的限制条件。
光伏方阵的安装角度计算方式
光伏方阵的安装角度计算方式由于太阳能是一种清洁的能源，它的应用正在世界范围内快速地增长。
利用太阳光发电就是一种使用太阳能的方式，可是目前建设一个太阳能发电系统的成本还是较高的，从我国现阶段的太阳能发电成本来看，其花费在太阳电池组件的费用大约为60～70％，因此，为了更加充分有效地利用太阳能，如何选取太阳电池方阵的方位角与倾斜角是一个十分重要的问题。
1.方位角太阳电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度）。
一般情况下，方阵朝向正南（即方阵垂直面与正南的夹角为0°）时，太阳电池发电量是最大的。
在偏离正南（北半球）30°度时，方阵的发电量将减少约10％～15％；在偏离正南（北半球）60°时，方阵的发电量将减少约20％～30％。
但是，在晴朗的夏天，太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后，因此方阵的方位稍微向西偏一些时，在午后时刻可获得最大发电功率。
在不同的季节，太阳电池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。
方阵设置场所受到许多条件的制约，例如，在地面上设置时土地的方位角、在屋顶上设置时屋顶的方位角，或者是为了躲避太阳阴影时的方位角，以及布置规划、发电效率、设计规划、建设目的等许多因素都有关系。
如果要将方位角调整到在一天中负荷的峰值时刻与发电峰值时刻一致时，请参考下述的公式。
至于并网发电的场合，希望综合考虑以上各方面的情况来选定方位角。
方位角＝（一天中负荷的峰值时刻（24小时制）－12）×15＋（经度－116）10月9日北京的太阳电池方阵处于不同方位角时，日射量与时间推移的关系曲线。
在不同的季节，各个方位的日射量峰值产生时刻是不一样的。
2.倾斜角倾斜角是太阳电池方阵平面与水平地面的夹角，并希望此夹角是方阵一年中发电量为最大时的最佳倾斜角度。
一年中的最佳倾斜角与当地的地理纬度有关，当纬度较高时，相应的倾斜角也大。
太阳能光伏发电系统设备选型设计方案
太阳能光伏发电系统设备选型设计方案太阳能电池方阵的基本计算一、基本数据1、负载基本数据：3.5米庭院灯，光源配备2*5wLED灯，每晚全功率持续照明8小时后，转为半功率照明，工作至天亮后（环境照度>10lux），自动停止供电。
2、单晶硅太阳能电池板特性数据：设计拟采用KLY200-72型单晶硅太阳电池组件。
技术参数■组件由72片125×125的单晶硅太阳电池串联组成。
■阳极氧化铝合金边框构成实用的方形结构，允许单个使用或阵列使用，■配有标准支架系统，安装孔■保证25年使用寿命。
■防尘接线盒，保证接线的安全可靠。
■银白色铝合金边框、高透光率绒面钢化玻璃、白色TPT衬底。
■典型参数：标准测试条件：（AM1.5）辐照度=1000W/m2 ，电池温度=25℃电池正常工作温度50℃峰值功率（Wp）200W 短路电流温度系数＋0.4mA/℃开路电压(Voc) 32.8V 开路电压温度系数－60mV/℃最大功率电压(Vmp) 26.6V 填充因子70％短路电流(Isc) 8.1A边框接地电阻≤1ohm最大功率电流(Imp) 7.63A 迎风压强2400Pa 重量16.5Kg 绝缘电压≥1000V外型尺寸(mm) 1482*992 安装孔径Φ8 安装孔尺寸(mm)3、使用地区基本条件：北京地区处于亚洲大陆东岸，地处暖温带半温润地区，气候受蒙古高压的影响，属大陆性季风气候。
➢最冷月平均气温：－3.7℃➢最热月平均气温：26.2℃➢极端最低气温：-18.3℃➢极端最高气温：39.5℃➢最大日较差：16.8℃➢降水量：年平均降水量650－750毫米➢湿度：最大月平均湿度77％（八月），最低月平均湿度44％（一月）➢冻土深度：850毫米➢100年重现期的基本风压值为： 0.50 kN/m2➢地面粗糙度为： C类➢100年重现期的基本雪压值为：0.45 kN/m2➢连续工作时间：全年每天夜晚连续工作；二、负荷确定三、蓄电池容量的设计蓄电池在光伏发电系统中处于浮充状态，充电电流远小于蓄电池所需的正常充电电流。
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。
太阳能电池组件及方阵容量的设计方法案例分析
太阳能电池组件及方阵容量的设计方法案例分析上面已经说过，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。
下面就以第一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。
(1)以峰值日照时数为依据的简易计算方法这是一个常用的简单计算公式，常用于小型独立太阳能光伏发电系统的快速设计与计算，也可以用于对其他计算方法的验算。
其主要参照的太阳能辐射参数是当地峰值日照时数。
损耗系数当地峰值日照时数用电时间用电器功率太阳能电池组件功率⨯⨯=P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)；系统电压是指蓄电池或蓄电池组的工作电压，单位是伏(V)。
损耗系数主要有线路损耗、控制器接入损耗、太阳能电池组件玻璃表面脏污及安装倾角不能兼顾冬季和夏季等因素，可根据需要在1.6~2之间选取。
系统安全系数主要是为蓄电池放电深度（剩余电量）、冬天时蓄电池放电容量减小、逆变器转换效率等因素所加的系数，计算时可根据需要在1.6～2之间选取。
设计实例某地安装一套太阳能庭院灯，使用两只9W/12V 节能灯做光源，每日工作4h 。
光伏阵列太阳能电池板方阵安装角度计算和确定
光伏阵列太阳能电池板方阵安装角度计算和确定首先，要计算光伏阵列太阳能电池板的安装角度，首先需要了解当地的纬度。
太阳高度角的计算与地理位置的纬度有关。
太阳高度角是太阳光直射点与地平线之间的夹角，它的大小直接影响光照的强弱。
太阳高度角主要决定了太阳在天空中的位置，从而影响光伏阵列太阳能电池板的接收能力。
安装角度的确定一般采用两种方法：经验法和数学计算法。
经验法是指根据实践经验和统计数据进行角度的确定。
根据经验法，一般认为在主要的夏季和冬季太阳高度最高的时候，太阳平均高度角为纬度减去15度。
而在春季和秋季，太阳的平均高度角为纬度减去5度。
根据这个规律，可以粗略地确定安装角度。
但是这种方法没有考虑到天气等其他因素的影响，所以计算结果不一定非常准确。
数学计算法是更为准确的方法。
数学计算法需要考虑到太阳的高度角和倾斜角之间的关系，以及太阳直射点的位置。
根据正弦和余弦定理，可以计算出最佳安装角度。
首先，根据当地的纬度以及所在位置的太阳直射点位置，可以计算出太阳高度角的最大值和最小值。
太阳高度角计算公式如下：sin(太阳高度角) = sin(纬度) x sin(纬度直射点太阳高度角) + cos(纬度) x cos(纬度直射点太阳高度角) x cos(太阳时角)其中，太阳时角可以通过日历和时钟计算出来。
然后，根据最大和最小太阳高度角，可以计算出相应的太阳能电池板的安装角度。
安装角度可以使用以下公式计算：光伏阵列安装角度=（最大太阳高度角-最小太阳高度角）/2最后，根据计算得到的安装角度，可以调整光伏阵列太阳能电池板的倾斜角度。
需要注意的是，这些计算仅考虑了地理位置和太阳高度角的因素，实际安装中还应该考虑到降雨、积雪等因素的影响。
此外，还要考虑光伏阵列太阳能电池板的朝向和防风措施等因素。
因此，在实际安装时，需要综合考虑所有因素，并灵活调整安装角度。
总结起来，光伏阵列太阳能电池板安装角度的计算和确定需要考虑到当地的纬度、太阳高度角、太阳直射点位置等因素。
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。
光伏电站抗风抗震篇：方阵基础与支架设计
根据光伏系统设计，一是依据采用的光伏组件规格型号、组件数量、组件串列布阵形式可以确定方阵的结构尺寸;二是依据项目所在地经纬度、光伏发电系统全年发电量最大化设计原则可以确定方阵的最佳倾角和前后间距;三是依据项目所在地风力资源、最大风力等级可以确定方阵将要承受的最大风载荷。
据此，对方阵基础、方阵支架进行受力分析，按照机械设计原则进行设计。
另外，光伏方阵设计时，光伏方阵的下沿距离地面或屋面应留有30～50cm的高度。
以免被杂草遮挡和冬季积雪掩埋。
方阵基础(或基座)一般是在地面或者屋面结构层上采用混凝土浇筑，也有在屋顶上采用网架(放置负重块)式方阵基础。
方阵支架一般采用法兰与方阵基础(或基座)预埋件固定，也有在混凝土基础上钻孔采用膨胀螺栓固定。
在建筑屋顶上，方阵基础(或基座)应按设计要求位于主体结构上的墙或梁的位置上，与主体结构固定牢靠。
同时应注意，方阵支架在方阵基础(或基座)上的安装位置不正确，将会造成支架偏移，影响主体结构的受力。
方阵支架应按设计要求制作，钢结构支架的安装和焊接应符合国家现行标准《钢结构工程施工质量验收规范》gb50205的要求。
在进行方阵基础、方阵支架设计时，要充分考虑到承重、抗风、抗震等因素，在沿海地区还要考虑防台风、防潮湿、防盐雾腐蚀等。
方阵支架安装前应涂防腐涂料，对外露的金属预埋件应进行防腐防锈处理，防止预埋件受损而失去强度。
方阵支架连接用的紧固件设计时应采用不锈钢，如果设计采用镀锌件，则必须符合国家标准要求，达到保证其寿命和防腐紧固的目的。
螺栓、螺母、平垫圈、弹簧垫圈数量、规格型号应符合设计要求。
螺栓紧固后，露出部位长度应为螺栓直径的2/3。
现对具体的地面光伏电站进行说明。
根据现场实际情况，在平整好的场地上定点放线、开挖基坑、放置预埋件、支模定位、浇注混凝土，养护48h后安装方阵支架、电池组件、接线顺线、接地防雷、铺设线槽。
众所周知，作为玻璃受力构件，太阳能电池组件对变形是十分敏感的，这主要体现在玻璃是脆性材料，极容易在支座不均匀沉降，和电池组件平面内的膨胀与收缩的作用下造成破坏。
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。
太阳能电池方阵组合的计算
太阳能电池方阵组合的计算太阳能电池方阵是根据负载需要将若干个组件通过串联和并联进行组合连接，得到规定的输出电流和电压，为负载提供电力的。
方阵的输出功率与组件串并联的数量有关，串联是为了获得所需要的工作电压，并联是为了获得所需要的工作电流。
一般独立光伏系统电压往往被设计成与蓄电池的标称电压相对应或者是它的整数倍，而且与用电器的电压等级一致，如220v、110v、48v、36v、24v、12v等。
交流光伏发电系统和并网光伏发电系统，方阵的电压等级往往为110v 或220v。
对电压等级更高的光伏发电系统，则采用多个方阵进行串并联，组合成与电网等级相同的电压等级，如组合成600v、10kv等，再通过逆变器后与电网连接。
方阵所需要串联的组件数量主要由系统工作电压或逆变器的额定电压来确定，同时要考虑蓄电池的浮充电压、线路损耗以及温度变化等因素。
一般带蓄电池的光伏发电系统方阵的输出电压为蓄电池组标称电压的1.43倍。
对于不带蓄电池的光伏发电系统，在计算方阵的输出电压时一般将其额定电压提高10％，再选定组件的串联数。
例如，一个组件的最大输出功率为108w，最大工作电压为36.2v，设选用逆变器为交流三相，额定电压380v，逆变器采取三相桥式接法，则直流输出电压up=uab／0.817=380／0.817≈465v。
再来考虑电压富余量，太阳能电池方阵的输出电压应增大到1.1×465=512v，则计算出组件的串联数为512v／36.2v≈14块。
下面再从系统输出功率来计算太阳能电池组件的总数。
现假设负载要求功率是30kw，则组件总数为30000w／108w≈277块，从而计算出模块并联数为277／14≈19.8，可选取并联数为20块。
结论：该系统应选择上述功率的组件14串联20并，组件总数为14×20=280块，系统输出最大功率为280×108w≈30.2kw。
①短路电流(Isc)：当将太阳能电池的正负极短路、使U=O时，此时的电流就是电池片的短路电流，短路电流的单位是安培(A)，短路电流随着光强的变化而变化。
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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。
在太阳能组件或方阵中，旁路二极管一般不与电池片单体并联，而是与几个电池单片串联的组件或方阵的并联支路并联，如图所示
太阳能电池组件在有阴影的场合，有或没有旁路二极管的I-V特性曲线如图
所示。
太阳能电池组件在（a）部分的有阴影的场合，没有旁路二极管时，阴影部分的电流降低，输出功率大大降低。
在有旁路二极管时，太阳能电池组件在（a）部分有阴影的场合，主要变现为电流直线下降。
（b）、（c）部分为没有阴影的情况，太阳能电池输出功率降低仅仅等于阴影部分的面积。
2.2防逆流二极管
防逆流二极管的作用之一是防止太阳能电池组件或方阵在不发电时，蓄电池的电流反过来向组件或方阵倒送，不仅消能量，而且会使组件或方阵发热甚至损坏；作用之二是在电池方阵中，防止方阵各之路之间的电流倒送。
这是因串联各支路的输出电压不可能绝对相等或某一支路故障、阴影遮蔽等。
并联电路中，在各支路中串联接入防逆流二极管Ds就可避免这一现象的发生。
电池正常工作时，防逆流二极管Ds处于正向偏压下，电阻视为零，电路不受任何影响，当某一电池或组件被遮蔽或损坏时，电池片是一个PN结，其处于正向偏压下，电阻很小，而防逆流二极管Ds处于反向偏压下，电阻很大，处于截止状态，以免并联回路中光照组件所产生的能量被遮蔽的组件所吸收，不影响其他支路的正常工作。
另外，防逆流二极管在太阳能电池组件或方阵中不是没每个单体电池都串联，而是在并联的每一条支路中串联一个防逆流二极管，防逆流二极管虽然正向导通电阻很小，但是也有一定的功耗，所以在回路中不仅要保证回路中有最大电流，同时还要耐受住最大反向电压的冲击。
在现实安装中还要考虑安装现场温度
等因素影响。
下图为有防逆流二极管与没有的I-V 特性曲线，在（a ）组件上形成阴影，与（b ）+（c ）组件串联相比，没有防逆流二极管时，由于（a ）组件串上的电压降低，（b ）+（c ）组件串的工作电压加在了（a ）组件串上，在（a ）组件串上形成I1的反向电流，使总电流大大降低，而有防逆流二极管时，电流下降的只是（a ）部分降低的电流。
3太阳能电池方阵组合的组合计算
太阳能电池方阵的基本电路由太阳能电池组件串，旁路二极管，防逆流二极管和带避雷器的直流接线箱等构成，常见电路形式有并联方阵电路，串联方阵电路和串、并联混合方阵电路，方阵的输出功率与组件串并联的数量有关，串联是为了获得所需要的工作电压，并联是为了获得所需要的工作电流。
一般独立光伏系统电压往往被设计成与蓄电池的标称电压相对应或者是它的整数倍，而且与用电器的电压等级一致，如220V 、110V 、48V 、36V 、24V 、12V 、等。
交流光伏发电系统和并网光伏发电系统，方阵的电压等级往往为110V 或220V 。
对电压等级更高的光伏发电系统，则采用多个方阵进行串并联，组合成与电网等级相同的电压等级，如600V 或10KV 等，再通过逆变器后与电网连接。
一般带蓄电池的光伏发电系统方阵的输出电压为蓄电池组标称电压的 1.43倍。
对对于不带蓄电池的光伏发电系统，在计方阵的输出电压时一般将其额定电压提高10%，在选定组件的串联数。
例如，一个组件的最大输出功率为108W ，最大工作电压为36.2V ，设选用逆变器为交流三相，额定电压380V ，逆变器采取三相桥式接法，则需直流输入电压（即太阳能电池方阵的输出电压）
/0.817380/0.817465P ab U U V ==≈
⨯=，则再来考虑富余量，太阳能电池方阵的输出电压应增大到465 1.1512V
V V≈块。
再从系统输出功率来计算太阳能电计算出组件的串联数为512/36.214
W W≈
池组件的总数。
现假设负载要求功率是30KW，组件总数为30000/108277
≈，可选取并联数为20块。
块，从而计算出模块并联数为277/1419.8
结论：该系统应选择上述功率组件14串联20并联，组件数为1420280
⨯=块，系统输出最大功率为10828030.2
⨯≈。
W KW
参考文献
［1］何道清，何涛，丁宏林．太阳能光伏发电系统原理与应用技术．北京：化学工业出版社，2012.4，73页
［2］［日］太阳光发电协会．太阳能光伏发电系统的设计与施工．第四版．宁亚东译．北京：科学出版社，2013.1，21页
［3］［英］Dan Chiras，Robert Aram，Kurt Nelson．太阳能光伏发电系统．张春朋，姜启荣译．北京：机械工业出版社，2011.8，７４页。