光伏系统的计算(第三课)
光伏系统课程设计总结

光伏系统课程设计总结一、课程目标知识目标:1. 学生能理解光伏系统的基本原理,掌握太阳能电池的工作原理和光伏组件的构成。
2. 学生能够描述光伏系统的分类、应用场景及其优缺点。
3. 学生了解光伏系统在我国能源结构中的地位和作用,以及相关政策。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析并计算光伏系统的发电效率和经济效益。
2. 学生掌握光伏系统的安装、调试和运行维护的基本技能。
3. 学生能够运用实验设备和软件工具,进行光伏系统的设计和模拟。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对新能源和可再生能源的兴趣和热情,提高环保意识和可持续发展观念。
2. 增强学生的团队合作意识和责任感,培养在实践活动中勇于探索、积极创新的精神。
3. 培养学生关注国家能源战略,树立为我国新能源事业贡献力量的远大志向。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程将目标分解为具体的学习成果,以便后续的教学设计和评估。
通过本课程的学习,学生将具备以下能力:1. 掌握光伏系统的基础知识,能够解释太阳能电池的工作原理和光伏组件的构成。
2. 了解不同类型的光伏系统,能够分析其适用场景和优缺点。
3. 能够运用所学知识,进行光伏系统的设计、安装、调试和维护。
4. 提高学生的实验操作能力、数据分析能力和问题解决能力。
5. 培养学生的环保意识、团队合作精神和创新精神,使其成为具有社会责任感的新能源人才。
二、教学内容本课程教学内容围绕课程目标,结合教材,科学系统地组织以下内容:1. 光伏系统原理:讲解太阳能电池的工作原理、光伏组件的构成及性能参数,使学生掌握光伏系统的基础知识。
2. 光伏系统分类与应用:介绍不同类型的光伏系统及其适用场景,分析各类系统的优缺点,帮助学生了解光伏技术的多样化应用。
3. 光伏系统设计与安装:教授光伏系统的设计原理、安装方法及注意事项,培养学生实际操作和问题解决能力。
4. 光伏系统运行与维护:讲解光伏系统的运行原理、维护方法及故障处理,提高学生对光伏系统的运行管理能力。
《太阳能光伏发电技术》课程标准

《太阳能光伏发电技术》课程标准精品课程《太阳能光伏发电技术》课程教学大纲适用专业,太阳能光电应用技术专业应用电子,太阳能光电应用技术方向,二?一一年三月《太阳能光伏学》课程教学大纲1精品课程一、课程基本信息课程编号课程名称太阳能光伏学课程英文名称Photovoltaics of Solar cells总学时数42授课实践实验习题课设计36 6学时学时学时学时学时学分3开课单位海南技术学院交通与信息学院适用专业统招专科:太阳能光电应用技术专业先修课程电工电子课程类别职业技术模块选用教材沈辉主编的《太阳能光伏发电技术》,自编教材〜出版中,1、杨金焕主编的《太阳能光伏发电应用技术》〜电子工业出版社〜2009。
主要教学2、伟纳姆,澳,主编、狄大卫翻译的《应用光伏学》〜上海交通大学出版社〜2008o 参考书3、赵争鸣主编的《太阳能光伏发电及其应用》〜科学出版社〜2007o4、杨德仁主编的《太阳电池材料》〜化学工业出版社〜2008o《太阳能光伏发电技术》是材料类专业研究太阳能光伏发电技术的一门专业必修课。
开设本课程的U的是使学生获得必要的太阳能光伏发电技术的基本理论、基本知本课程识和基本技能〜为从事光伏方向的技术工作〜学习后续课程打下基础。
其任务是使学任务和生掌握太阳电池材料的制备技术、表征手段以及太阳能光伏系统的设计与国民经济各LI的领域的应用〜能够进行基本的太阳电池性能测试及太阳电池组件封装〜并具备太阳能光伏系统优化设讣的技能和简单独立光伏系统的典型应用。
教学大纲教学大纲材料系材料科学与工程教研室2010-8-5制订单位制订时间二、课程内容及基本要求第一章:太阳能及其利用概述课程内容:1、能源的四种分类方式以及人类利用能源的历程,能源危机的山来以及开发利用可再生能源,如太阳能,对于缓解能源危机的重要意义。
2、化石燃料利用引起的全球“温室效应”后果以及开发利用可再生能源,如太阳能,对于保护生态环境的重要意义。
3 屋顶光伏系统阴影计算和模拟-Sketchup分析法 V1

坎德拉光伏系列教程-光伏系统阴影计算与模拟作者:陈建国(Kin Chen)2016年 1月13日SketchUp分析法☐软件在光伏上的应用模型绘制光伏阵列布置动态阴影展示阵列前后间距确定阴影范围确定SketchUp模拟别墅阴影别墅实景组件排布阴影分析系列-SketchUp分析法真太阳时、平太阳时、北京时真太阳时=平太阳时+真平时差北京时(Tm)=平太阳时To+4分钟*(Lo-Lm)北京时间=真太阳时-真平时差+4分钟*(Lo-Lm)To:平太阳时,单位(min)Tm:北京时,单位(min)Lo:标准时间子午圈所处的径度(deg)(在中国,时钟在8 点时,径度为120E,用的是+8 时间)Lm:当地所处的经度例:南京(118.78E,32.06N) 9点太阳时间对应的北京时间,Tm=9点-1分22秒+4分钟*(120-118.78)=9点3分31秒其中冬至日真平时差:1分22秒案例-彩钢瓦屋面天窗遮挡物阴影的SketchUp分析法分析步骤1:模型绘制分析步骤2:设置地理位置分析步骤2:计算冬至日9时和下午15时的北京时间南京(118.78E,32.06N)地区 9点太阳时间对应的北京时间,Tm=9点-1分22秒+4分钟*(120-118.78)=9点3分31秒(其中冬至日真平时差:1分22秒)可查阅相关资料南京(118.78E,32.06N)地区冬至日 15点太阳时间对应的北京时间为15点3分31秒Skelion重置太阳北极工具的使用,有的版本叫日光朝北,它的作用是用来显示和调整场景的正北方向;场景中出现的加粗显示的橙黄色线表示正北方向,Skelion默认使用Y 轴(绿轴)作为太阳的北极。
☐显示北向(Toggle North Arrow)显示黄线表示北向方位,再次执行则取消显示。
☐设置北向(Set North Tool)通过直观的工具旋转北向方位角度数,即可改变阴影角度。
☐输入北角(Enter North Angle)在输入框中输入0~360的北向方位角度数,即可改变阴影角度。
光伏系统的计算(第三课)讲课讲稿

设计原理和名词解释
1.设计原则:在设计中主要是确定组件工作电压和功率这两个参数。同 时还要根据目前材料、工艺水平和长寿命的要求,让组件面积比较合适, 并让单体电池之间的连接可靠,且组合损失较小。
2.电气原理:通过对单体太阳电池进行适当的串、并联,以满足不同的 需要。电池串联时,两端电压为各单体电池中电压之和,电流等于各 电池中最小的电流;并联时,总电流为各单体电池电流之和,电压取 平均值。
组件设计举列:
问题: 用40mm的单晶硅太阳电池(效率为8.5%)设计一工作电压为1.5 伏,峰值功率为1.2瓦的组件。
计算: 单晶硅电池的工作电压为:V=0.41v 则串联电池数:Ns=1.5/0.41=3.66片 ,取Ns=4片
单体电池面积:s=/4d2=42/4=12.57cm2 单体电池封装后功率:Pm=100mv/cm2 12.578.5%95%=100mw=0.1w 式中95%是考虑封装时的失配损失 需太阳电池总的片数:N=1.2/0.1=12片
计算举例: 某地建设一个移动通信基站的太阳能光伏供电系统,该系统采用直流负载, 负载工作电压48V,用电量为每天150Ah,该地区最低的光照辐射是l月份, 其倾斜面峰值日照时数是3.5h,选定125W太阳能电池组件,其主要参数: 峰值功率l25W、峰值工作电压34.2v、峰值工作电流3.65A,计算太阳能电池 组件使用数量及太阳能电池方阵的组合设计。
与太阳能电池组件发电量相关的主要因素有两点。
(1)太阳能电池组件的功率衰降.在光伏发电系统的实际应用中,太阳能电池绍
件的输出功率(发电量)会因为各种内外因素的影啊而衰减或降低。例如,灰尘的覆 盖、组件自身功率的衰降、线路的损耗等各种不可量化的因素,在交流系统中还要 考虑交流逆变器的转换效率因素。因此,设计时要将造成电池组件功率衰降的各种 因素按l0%得损耗计算,如果是交流光伏发电系统时,还要考虑交流逆变器转换效 率的损失也按l0%计算。这些实际上都是光伏发电系统设计时需要考虑的安全系数, 设计时为电池组件留有合理余量,是系统年复一年长期正常运行的保证。
光伏发电量计算及综合效率影响因素

光伏发电量计算及综合效率影响因素一、光伏电站理论发电量计算1.太阳电池效率η的计算在太阳电池受到光照时,输出电功率和入射光功率之比就称为太阳电池的效率,也称为光电转换效率。
其中,At 为太阳电池总面积(包括栅线图形面积)。
考虑到栅线并不产生光电,所以可以把 At 换成有效面积 Aa (也称为活性面积),即扣除了栅线图形面积后的面积,同时计算得到的转换效率要高一些。
Pin 为单位面积的入射光功率。
实际测量时是在标准条件下得到的:Pin 取标准光强:AM 1.5 条件,即在 25℃下, Pin= 1000W / m 2。
2.光伏系统综合效率(PR)η总=η1×η2×η3光伏阵列效率η1:是光伏阵列在 1000 W/m2 太阳辐射强度下实际的直流输出功率与标称功率之比。
光伏阵列在能量转换过程中的损失包括:灰尘/污渍,组件功率衰减,组件串联失配损失、温升损失、方阵相互遮挡损失、反射损失、光谱偏离损失、最大功率点跟踪精度及直流线路损失等,目前取效率86%计算。
逆变器转换效率η2:是逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比,取逆变器效率97%计算。
交流并网效率η3:是从逆变器输出,至交流配电柜,再至用户配电室变压器10 KV 高压端,主要是升压变压器和交流线缆损失,按96%计算。
3.理论发电量计算太阳电池的名牌功率是在标准测试条件下测得的,也就是说在入射功率为1000W/m2的光照条件下,1000Wp 太阳电池 1 小时才能发一度电。
而实际上,同一天不同的时间光照条件不同,因此不能用系统的容量乘以日照时间来预测发电量。
计算日发电量时,近似计算:理论日发电量=系统峰值功率(kw)x等效日照小时数(h)x系统效率等效峰值日照小时数h/d=(日太阳辐照量kW.h/m2/d)/1kW/m2(日照时数:辐射强度≥120W/m2的时间长度)二、影响发电量的因素光伏电站的发电量由三个因素决定:装机容量、峰值小时数、系统效率。
光伏发电容量计算

光伏发电容量计算:1.首先,确定光伏发电装机容量。
目前分布式光伏发电系统的装机容量确认主要有三种方式:1)第一种:根据用电设备需求及前期规划计算。
2)第二种:按照用电负荷总容量占比,满足规范或标准要求。
3)第三种:按照配建面积计算。
以宁波为例,根据项目总用电负荷确定光伏发电配建面积:当某小区总建筑面积≥15万㎡的住宅小区,配建指标计算如下:户均光伏计算因子表住宅项目光伏组件配建总面积计算公式:S≥Exn。
其中n—住宅总户数。
2.其次,确定光伏发电项目所在地信息。
项目所在的城市决定了所处的经纬度,从而年太阳能总辐射量以及年日照时间就确定了。
不同纬度的不同月份太阳能日辐射量参考值以上信息确定了以后,就可以计算光伏阵列的年发电量了。
举个例子:项目定位条件:a.户用式光伏发电按照一户装机容量12kW计算。
b.户用式用地点设定为河南省永城市。
地处东经116°45′,北纬33°93′。
c.查气象资料得此地年太阳总辐射量取4900MJ/m2,年日照时间取2100h。
d.系统发电损失及衰减不计(实际会有非线性衰减,第二年开始大概每年2.5%),系统运营年限25年。
光伏发电系统年发电量计算:光伏组件效率η1取85.15%,光伏逆变器(参考SDT G2产品)转换效率考虑MPPT损失因素后,η2取97.3%,并网效率η3取96.0%,则总效率η=η1xη2xη3=79.5%。
光伏系统每年发电量约为:12kWx2100hx0.795(修正系数)=20034度。
25年总发电量约为:500850度。
由于光伏项目的装机容量、发电量对整个项目的投资成本、技术方案、施工管理、运营维护,以及后期的收益等起关键性作用,所以给大家分享这个小知识点。
光伏发电系统发电量计算

1光伏发电站发电量预测应根据站址所在地的太阳能资源情况,并考虑光伏发电站系统设计、光伏方阵布置和环境条件等各种因素后计算确定。
2光伏发电站上网电量可按下式计算:
EP=HAX誉XK
HA
水平面太阳能总辐照量(Kw∙h∕11Λ峰值小时数)
EP
上网发电量(KW-h)
ESபைடு நூலகம்
标准条件下的辐照度(常数=IKW・h∕m2)
^AZ
组件安装容量(K得)
K
综合效率系数。综合效率系数K包括:光伏组件类型修正系数、光伏方阵的倾角、方位角修正系数、光伏发电系统可用率、光照利用率、逆变器效率、集电线路损耗、升压站变压器损耗、光伏组件表面污染修正系数、光伏组件转换效率修正系数。
光伏电站知识培训 ppt课件

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光伏发电术语
11. 孤岛现象 Islanding 在电网失压时,光伏发电系统(电站)仍保持对失压电网中的某一部分线路继续
供电的状态。 12. 防孤岛 Anti-Islanding
防止非计划性孤岛现象的发生。 13. 峰值日照时数 Peak sunshine hours
支持性文件必须包括以下内容: 1)申请人身份证原件及复印件或企业法人委托书原件(或法人代表身份证原件及复印件); 2)企业法人营业执照(或个人户口本)、土地证、房产证等项目合法性支持性文件; 3)政府投资主管部门同意项目开展前期工作的批复(需核准项目); 4)项目前期工作相关资料。
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分布式光伏发电项目流程
一段时间内的辐射度积分总量相当于辐射度为1KW/m2的光源所持续照射时间, 其单位为小时h。 14. 安装容量 Capacity of installation
光伏发电站中安装的光伏组件的标称功率之和,计量单位是峰瓦(Wp) 15. 峰瓦 Watts peak
光伏组件或光伏方阵在标准测试条件下,最大功率点的输出功率的单位。 16. 光伏组件倾角 Tilt angle of PV module
1、概念:光伏电站是指与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统, 属国家鼓励的绿色能源项目。
2、分类: 2.1光伏电站按规模分为两种,一种是集中式,如大型地面光伏发电系统
;一种是分布式(以≤20MW、为分界),如工商企业厂房屋顶光伏发电 系统,民居屋顶光伏发电系统 。 2.2光伏电站又分为带储能(蓄电池类)和不带储能(蓄电池类)的并网发 电系统。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性,可以根据需要并入或 退出电网,还具有备用电源的功能,当电网因故停电时可紧急供电。带有 蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑;不带蓄电池的并网发电 系统不具备可调度性和备用电源的功能,一般安装在较大型的系统上。
人教版九年级物理22.3太阳能教案

教案:人教版九年级物理 22.3 太阳能一、教学内容本节课的教学内容为人教版九年级物理教材第22章第3节,主要内容包括太阳能的利用、太阳能电池的原理及其应用。
具体教学内容如下:1. 太阳能的利用:了解太阳能的直接利用和间接利用方式,如太阳能热水器、太阳能热发电等。
2. 太阳能电池的原理:学习太阳能电池的工作原理,包括光生伏特效应、pn结等。
3. 太阳能电池的应用:介绍太阳能电池在生活中的应用,如太阳能路灯、太阳能充电器等。
二、教学目标1. 让学生了解太阳能的利用方式,提高能源利用意识。
2. 使学生掌握太阳能电池的原理和应用,激发学生对新能源技术的兴趣。
3. 培养学生的观察能力、思考能力和动手实践能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:太阳能电池的工作原理。
2. 教学重点:太阳能的利用方式和太阳能电池的应用。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、太阳能模型、太阳能电池板等。
2. 学具:学生实验器材、作业本等。
五、教学过程1. 实践情景引入:展示太阳能热水器、太阳能路灯等实际应用产品,引导学生思考太阳能的利用方式。
2. 知识讲解:讲解太阳能的直接利用和间接利用方式,介绍太阳能电池的工作原理。
3. 例题讲解:分析太阳能电池的伏安特性曲线,解释光生伏特效应。
4. 随堂练习:让学生根据太阳能电池的伏安特性曲线,计算在不同光照条件下太阳能电池的输出功率。
5. 动手实践:学生分组进行太阳能电池实验,观察太阳能电池在不同光照条件下的输出性能。
6. 应用拓展:介绍太阳能电池在生活中的应用,如太阳能路灯、太阳能充电器等。
六、板书设计板书设计如下:1. 太阳能的利用直接利用:太阳能热水器间接利用:太阳能热发电2. 太阳能电池的原理光生伏特效应pn结3. 太阳能电池的应用太阳能路灯太阳能充电器七、作业设计1. 作业题目:(1) 简述太阳能的利用方式。
(2) 解释太阳能电池的工作原理。
(3) 描述太阳能电池在生活中的应用。
光伏组件组串数量计算公式

光伏组件组串数量计算公式光伏组件的组串数量是指在一个光伏电池板上串联连接的光伏组件的数量。
组串数量的确定对于光伏系统的效能和性能有着重要的影响。
组串数量的计算需要考虑多方面的因素,包括电压、电流、功率以及电网的电流限制等。
在进行光伏组件组串数量计算之前,首先需要明确一些基本的概念和关系。
1. 光伏电池板的最大功率点(MPP):光伏电池板的最大功率点是指在特定的光照和温度条件下,电池板输出的最大功率。
通常情况下,光伏电池板的最大功率点电压为Vmpp,最大功率点电流为Impp。
2. 开路电压(Voc):开路电压是指在电池板未连接电荷负载时,电池板输出的电压。
通常情况下,开路电压比最大功率点电压高。
3. 短路电流(Isc):短路电流是指在电池板短路连接时,电池板输出的电流。
通常情况下,短路电流比最大功率点电流高。
4.光伏电池板的工作点:光伏电池板的工作点是指电池板在特定的光照和温度条件下,输出的电压和电流的组合。
在光伏组件组串数量计算时,有以下两个重要的限制条件需要考虑:1.最大电压限制:光伏组件在工作时,其输出电压不能超过逆变器输入电压的范围。
因此,最大组串数量应当满足以下条件:Vmpp × 组串数量≤ 逆变器最大输入电压2.电网电流限制:光伏组件在工作时,其输出电流不能超过电网的承载能力。
因此,最大组串数量应当满足以下条件:Impp × 组串数量≤ 电网最大电流基于上述的限制条件,光伏组件的组串数量可以通过以下步骤计算:第一步:确定逆变器最大输入电压和电网最大电流的数值。
第二步:根据光伏电池板的开路电压(Voc)和短路电流(Isc)的数值,计算出最大功率点电压(Vmpp)和最大功率点电流(Impp)。
第三步:根据逆变器最大输入电压和电网最大电流的数值,以及光伏电池板的最大功率点电压(Vmpp)和最大功率点电流(Impp)的数值,计算出最大允许的组串数量。
需要注意的是,组串数量的计算也可以考虑其他因素,例如电池板的工作温度范围、阴影和污染等。
光伏组件计算公式

光伏组件计算公式光伏发电系统设计计算公式1.转换效率η= Pm(电池片的峰值功率)/A(电池片面积)×Pin(单位面积的入射光功率)其中:Pin=1KW/㎡=100mW/cm2。
2.充电电压Vmax=V额×1.43倍3.电池组件串并联3.1电池组件并联数=负载日平均用电量(Ah)/组件日平均发电量(Ah)3.2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)4.蓄电池容量蓄电池容量=负载日平均用电量(Ah)×连续阴雨天数/最大放电深度5平均放电率平均放电率(h)=连续阴雨天数×负载工作时间/最大放电深度6.负载工作时间负载工作时间(h)=∑负载功率×负载工作时间/∑负载功率7.蓄电池7.1蓄电池容量=负载平均用电量(Ah)×连续阴雨天数×放电修正系数/最大放电深度×低温修正系数7.2蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压7.3蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量8.以峰值日照时数为依据的简易计算8.1组件功率=(用电器功率×用电时间/当地峰值日照时数)×损耗系数损耗系数:取1.6~2.0根据当地污染程度、线路长短、安装角度等8.2蓄电池容量=(用电器功率×用电时间/系统电压)×连续阴雨天数×系统安全系数系统安全系数:取1.6~2.0,根据蓄电池放电深度、冬季温度、逆变器转换效率等9.以年辐射总量为依据的计算方式组件(方阵)=K×(用电器工作电压×用电器工作电流×用电时间)/当地年辐射总量有人维护+一般使用时,K取230:无人维护+可靠使用时,K取251:无人维护+环境恶劣+要求非常可靠时,K取27610.以年辐射总量和斜面修正系数为依据的计算10.1方阵功率=系数5618×安全系数×负载总用电量/斜面修正系数×水平面年平均辐射量系数5618:根据充放电效率系数、组件衰减系数等:安全系数:根据使用环境、有无备用电源、是否有人值守等,取1.1~1.310.2蓄电池容量=10×负载总用电量/系统工作电压:10:无日照系数(对于连续阴雨不超过5天的均适用)11.以峰值日照时数为依据的多路负载计算11.1电流组件电流=负载日耗电量(Wh)/系统直流电压(V)×峰值日照时数(h)×系统效率系数:含蓄电池充电效率0.9,逆变器转换效率0.85,组件功率衰减+线路损耗+尘埃等0.9.具体根据实际情况进行调整。
2022一级建造师机电专业继续教育题库(第三章、第四章)带答案

2022一级建造师机电专业继续教育题库(第三章、第四章)带答案第3章法规、标准、案例第1节法律节选第1课时《中华人民共和国消防法》节选1建筑施工企业不按照消防设计文件和消防技术标准施工,降低消防施工质量的,由住房和城乡建设主管部门责令改正或者停止施工,并处()罚款。
本题正确答案为:CA. 一万元以下B. 十万元以上C. 一万元以上十万元以下D. 十万元以上二十万元以下2建设单位申请领取施工许可证或者申请批准开工报告时应当提供满足施工需要的消防设计图纸及技术资料。
本题正确答案为:AA. 正确B. 错误第2课时《中华人民共和国建筑法》节选1建设单位应当自领取施工许可证之日起()内开工。
本题正确答案为:DB. 一个月C. 二个月D. 三个月A. 15天2建筑工程竣工经验收合格后,方可交付使用;未经验收或者验收不合格的,不得交付使用。
本题正确答案为:AA. 正确B. 错误第3课时《中华人民共和国节约能源法》节选1设计单位、施工单位、监理单位违反建筑节能标准的,由建设主管部门责令改正,处()罚款。
本题正确答案为:CA. 五万元以上三十万元以下B. 十万元以上三十万元以下C. 十万元以上五十万元以下D. 三十万元以上五十万元以下2不符合强制性节能标准的项目,建设单位不得开工建设;已经建成的,经领导批准后才能使用。
本题正确答案为:BA. 正确B. 错误第2节标准、规范节选第1课时《自动喷水灭火系统施工及验收规范》1试验数量应从每批中抽查1%,并不得少于()只,试验压力应为3.0MPa,保压时间不得少于3min。
本题正确答案为:BA. 3B. 5C. 10D. 152管网安装完毕后,必须对其进行强度试验、严密性试验和冲洗。
本题正确答案为:AA. 正确B. 错误第2课时《建筑给排水设计标准》节选1卫生器具和用水设备等的生活饮用水管配水件出水口应高出承接用水容器溢流边缘的最小空气间隙,不得小于出水口直径的()倍。
本题正确答案为:BA. 2B. 2.5C. 3D. 3.52水封装置的水封深度不得小于50mm,可采用活动机械活瓣替代水封和钟式结构地漏。
小学科学青岛版(六三制)六年级上册第七单元第25课《光伏发电系统》教案(2022新版)

25.光伏发电系统【教学目标】1.了解光伏发电系统及其各部分的结构和功能;了解光伏发电系统在经济效益、社会效益、环境效益等方面的影响。
2.能基于所学知识,从光伏发电系统的结构、功能等角度提出可探究的科学问题。
3.能大胆质疑,针对光伏发电系统从不同视角提出研究思路;采用新的方法和利用肖特基二极管、充电电池等材料,完成探究、设计与制作,培养创新精神。
4.意识到光伏板等科技产品对环境了解人类的好奇和需求是科学技术发展产生的正面和负面影响,自觉采取行动,保护环境。
【教学重点】光伏发电系统及其各部分的结构和功能;光伏发电系统在经济效益、社会效益、环境效益等方面的影响。
【学情分析】学生对光伏发电系统认识不多,需要图片展示和必要的讲解。
可以让学生对观察光伏发电系统的相关图片,合作学习、认识光伏发电系统的构造,对其原理、应用、正负面影响通过合作交流去完成,教师适时点拨、引导和总结。
【教学过程】一、问题与猜测教师利用“住宅光伏发电系统”的图片导入新课,引发学生对光伏发电技术的好奇心。
教师提出光伏发电系统是怎样工作的、它可以产生哪些效益等问题,激发学生对光电技术的探究兴趣。
二、探究与实践(一)认识光伏发电系统。
1.观察光伏发电系统示意图,探究光伏发电系统是由哪几部分构成的。
2.结合正文文字,理解光伏发电系统将光能转换成电能能生产和生活应用。
(二)了解光伏发电系统的应用。
1.通过情境图了解生产生活中的应用。
2.结合生产生活实际,拓宽思路,列举其他使用光伏发电系统的实例。
3.结合资料卡了解光伏发电系统的优势和国家出台的扶持政策。
(三)光伏发电系统给我们带来了什么?1.讨论光伏发电系统对人类社会正面和负面的影响。
2.通过法治在线了解国家相关法律法规对可再生能源做出的规定三、拓展与创新1.活动指向:做个简易的光伏发电系统。
2.了解肖特基二极管和充电电池在简易光伏发电系统中的应用。
3.按图完成简易光伏发电系统。
四、总结与评价引导学生回顾并概括光伏发电系统构造、原理、应用,总结并分享收获,自评、互评,最后教师综合点评。
指光伏发电系统输出功率波动量与平均输出功率之比,用百分数表示。 -回复

指光伏发电系统输出功率波动量与平均输出功率之比,用百分数表示。
-回复光伏发电系统是一种利用太阳能将光能直接转化为电能的装置。
光伏发电系统的输出功率波动量与平均输出功率之比是评估光伏系统运行稳定性的重要指标。
本文将从光伏发电系统的原理、功率波动量的计算以及如何用百分数表示进行逐步解析。
第一部分:光伏发电系统的原理光伏发电系统是通过太阳能电池板吸收太阳能,并将其转化为直流电能。
光伏电池板中的光敏材料会吸收光子,使得电子从基态跃迁到激发态,形成电子-空穴对。
这些电子-空穴对会在光伏电池板的电场作用下分离,电子会通过导线流动,从而形成电流。
第二部分:功率波动量的计算光伏发电系统的输出功率会随着太阳辐照强度、光伏电池板温度以及其他因素的变化而产生波动。
为了评估光伏发电系统的稳定性,我们需要计算功率波动量。
首先,我们需要收集光伏发电系统在一定时间段内的输出功率数据。
这些数据可以从光伏逆变器或数据采集系统中获取。
其次,我们需要计算出输出功率的平均值。
将所收集到的输出功率数据进行求和,然后除以数据点的数量,即可得到平均输出功率。
接下来,我们需要计算功率波动量。
首先,我们将每个数据点的输出功率与平均输出功率之差求平方,然后将所有差值的平方求和。
最后,将差值的平方和除以数据点数量再开根号,即可得到功率波动量。
最终,我们将功率波动量与平均输出功率之比以百分数表示。
将功率波动量除以平均输出功率,然后乘以100,即可得到所需的百分比。
第三部分:用百分数表示将功率波动量与平均输出功率之比以百分数表示,能够直观地反映光伏发电系统的稳定性。
例如,假设我们计算得到的功率波动量为10瓦,平均输出功率为100瓦。
将功率波动量除以平均输出功率,并乘以100,即可得到10。
这意味着该光伏发电系统的功率波动量为平均输出功率的10。
通过百分数表示,我们可以更好地评估光伏发电系统的稳定性。
例如,当光伏发电系统的功率波动量较低,即百分数较小时,系统的稳定性较高,输出功率较为稳定。
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联接的方法如图1但这种联接方法有缺点,一旦其中一片电 池损坏、开路或被阴影遮住,损失的不是一片电池的功率, 而是整串电池都将失去作用,这在串联电池数目较多时影 响尤为严重。为了避免这种情况,可以用混联(或称网状 连接)的对应的电池之间连片连接起来,如图2,这样,即 使有少数电池失效(如有阴影线的),也不致于对整个输 出造成严重损失。
件的输出功率(发电量)会因为各种内外因素的影啊而衰减或降低。例如,灰尘的覆 盖、组件自身功率的衰降、线路的损耗等各种不可量化的因素,在交流系统中还要 考虑交流逆变器的转换效率因素。因此,设计时要将造成电池组件功率衰降的各种 因素按l0%得损耗计算,如果是交流光伏发电系统时,还要考虑交流逆变器转换效 率的损失也按l0%计算。这些实际上都是光伏发电系统设计时需要考虑的安全系数, 设计时为电池组件留有合理余量,是系统年复一年长期正常运行的保证。
负载日平均用电量= (1.5Ax24h) + (4.5Axl2h)=90Ah 蓄电池(组)容量= 90Ahx6x0.85 =1092.86Ah 0.6x0.7 根据计算结果和蓄电池手册参数资料,可选择2V/600Ah蓄电池或2V/1200Ah蓄电 池,这里选择2V/600Ah型。 蓄电池串联数= 48V/2V=24 蓄电池并联数=1092.86Ah/600Ah=1 82≈2 蓄电池组总块数=24X2=48 根据以上计算结果,共需要2V/600Ah蓄电池48块构成蓄电池组,其中每24块串联 后2串并联,如图
计算举例:某地建设一个移动通信基站的太阳能光伏供电系统,该系统采 用直流负载,负载工作电压48V,该系统有两套设备负载,一套设备工作电 流为15A,每天工作24h;另一套设备工作电流4.5A,每天工作12h。该地区 的最低气温是-20℃,最大连续阴雨天数为6天,选用深循环型蓄电池,计算 蓄电池组的容量和串并联数量及连接方式。 根据上述条件,并确定最大放电深度系数为0.6,低温修正系数为0.7。
电池组件(方阵)总功率(W)=组件并联数×组件串联数×选定组件的峰值输
出功率(W)
5.相关因素的考虑 上面的计算公式完全是理想状态下的书面计算。如果根据上述计算公 式计算出的电池组件容量,在实际应用当中是不能满足光伏发电系统的 用电需求的。为了得到更准确的数据,就要把一些相关因素和数据考虑 进来并纳入到计算中。 与太阳能电池组件发电量相关的主要因素有两点。 (1)太阳能电池组件的功率衰降.在光伏发电系统的实际应用中,太阳能电池绍
计算: 电池组件并联数= 150Ah =14.49 3.65Ax3.5hx0.9x0.9
电池组件串联数= 48Vxl.43 34.2v
=2
根据以上计算数据,采用就高不就低的原则,确定电池组件并联数是l5块, 串联数是2块.也就是说,每2块电池组件串联连接,l5串电池组件再并联连 接,共需要l25W电池组件30块构成电池方阵。连接示意图如图所示。 该电池方阵总功率=15×2×125W=3750W
太阳能电气基础知识培训
第三课 第三课:太阳能光伏系统的电气计算
太阳电池发电系统的设计步骤
设计原理和名词解释
1.设计原则:在设计中主要是确定组件工作电压和功率这两个参数。同 时还要根据目前材料、工艺水平和长寿命的要求,让组件面积比较合适, 并让单体电池之间的连接可靠,且组合损失较小。 2.电气原理:通过对单体太阳电池进行适当的串、并联,以满足不同的 需要。电池串联时,两端电压为各单体电池中电压之和,电流等于各 电池串联时, 电池串联时 两端电压为各单体电池中电压之和, 电池中最小的电流;并联时,总电流为各单体电池电流之和, 电池中最小的电流;并联时,总电流为各单体电池电流之和,电压取 平均值。 平均值。
件容量时,一般都是以当地太阳能辐射资源的参数如峰值同照时数、年辐射总量等数据为参照数据,这些数据都是 全年平均数据,参照这些数据计算出的结果,在春、夏、秋季一般都没有问题,冬季可能就会有点欠缺。因此在有 条件时或设计比较重要的光伏发电系统时,最好以当地全年每个月的太阳能辐射资源参数分别计算各个月的发电量, 其中的最大值就是一年中所需要的电池组件的数量。例如,某地计算出冬季需要的太阳能组件数量是8块,但在夏季 可能有5块就够了,为了保证该系统全年的正常运行,就只好按照冬季的数量确定系统的容量。
电池组件的串联数=系统工作电压(V)*系数 系统工作电压( ) 系数 系数1.43/组件峰值工作电压(V) 组件峰值工作电压( ) 系统工作电压 组件峰值工作电压
系数l.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:假设某光伏发电系统工作电压为48V,选择了峰值工作电压为 l7.OV的电池组件,计算电池组件的串联数=48V×1.43/17.0V:
问题: 用Φ40mm的单晶硅太阳电池(效率为8.5%)设计一工作电压为1.5 伏,峰值功率为1.2瓦的组件。 计算: 单晶硅电池的工作电压为:V=0.41v 则串联电池数:Ns=1.5/0.41=3.66片 ,取Ns=4片 则串联电池数: 片 片 单体电池面积:s=π/4d2=π×42/4=12.57cm2 单体电池封装后功率:Pm=100mv/cm2 ×12.57×8.5%×95%=100mw=0.1w 式中95%是考虑封装时的失配损失 需太阳电池总的片数: 需太阳电池总的片数:N=1.2/0.1=12片 片 太阳电池并联数: 太阳电池并联数:NP=N/Ns=12/4=3组 组 故用12片Φ40mm的单晶硅太阳电池四串三并,即可满足要求。
计算举例: 某地建设一个移动通信基站的太阳能光伏供电系统,该系统采用直流负载, 负载工作电压48V,用电量为每天150Ah,该地区最低的光照辐射是l月份, 其倾斜面峰值日照时数是3.5h,选定125W太阳能电池组件,其主要参数: 峰值功率l25W、峰值工作电压34.2v、峰值工作电流3.65A,计算太阳能电池 组件使用数量及太阳能电池方阵的组合设计。 根据上述条件,并确定组件损耗系数为0.9,充电效率系数也为O.9。该系统 是直流系统,所以不考虑逆变器的转换效率系数:
4.太阳能电池组件及方阵的常用计算方法:
电池组件的并联数=负载日平均用电量 负载日平均用电量(Ah)/组件日平均发电量 组件日平均发电量(Ah) 负载日平均用电量 组件日平均发电量
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) 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:
7.蓄电池和蓄电池组的设计方法 蓄电池容量=负载平均用电量(Ah)×连续阴雨天数×放电率修正系数 最大放电深度X低温修正系数
0℃时的容量大约下降到标称容量的95%~90%,-10℃时大约下降到标 称容量的90%~80%,-20℃时大约下降到标称容量的80%~60%
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
组件日平均发电量(Ah)x充电效率系数x组件损耗系数x逆变器效率系数
电池组件的串联数= 系统工作电压(v)x系数1.43 组件峰值工作电压(v) 电池组件(方阵)总功率(w) =组件并联数×组件串联数×选定组件的峰值输出功 率(w)
注意:在进行太阳能电池组件的设计与计算时,还要考虑季节变化对系统发电量的影啊。因为在设计和计算得出组
3.平均日照时数和峰值日照时数 要了解平均日照时数和峰值日照时数,首先要知道日照时间和日照时数 的概念。日照时间是指太阳光在一天当中从日出到日落实际的照射时间。 日照时数时指在某个地点,一天当中太阳光达到一定副照度(一般以气 象台测定的120W/m2为标准)时一直到小于此辐照度所经过的时间,日 照时数小于日照时间。 平均日照时数是指某地的一年或若干年的日照时数总和的平均值。例如, 某地1985年到1995年实际测量的年平均日照时数时2053.6h,日平均日 照时数就是5.63h。 峰值日照时数是将当地的辐射量,折算成标准测试条件,(辐照度 1000W/m2)下的时数。例如,某地某天的日照时间是8.5h,但不可能 在这8.5h中太阳的辐照度都是1000 W/m2。而是从弱到强再从强到弱变化 的。 例: 若测得这天累计的太阳辐射量时3600 W/m2,则这天的峰值日照时数就 是3.6h。
(2)蓄电池的充放电损耗。在蓄电池的充放电过程中,太阳能电池产生的电流在
转化储存的过程中会因为发热、电解水蒸发等产生一疋的损耗,也就是说蓄电池的 充电效率根据蓄电池的不同一般只有90%~95%。因此在设计时也要根据蓄电池的 不同将电池组件的功率增加5%~l0%,以抵消蓄电池充放电过程中的耗散损失。
6.实用的计算公式 在考虑到各种因素的影啊后,将相关系数纳入到上述公式中,才是一个设 计和计算太阳能电池组件的完整公式 电池组件的并联数= 负载日平均用电量(Ah)