表1我國主要城的輻射參數(shù)表

1、表1我國主要城市的輻射參數(shù)表城市緯,度日輻射量Ht平均日照最佳傾角op-斜面日輻射量修正系數(shù)Kop哈爾濱45.68127034.39+ 3158381.140043.90135724.75+ 1171271.1548沈陽41.77137934.60+ 1165631.0671北京39.80152615+ 4180351.0976天津39.10143564.65+ 5167221.0692呼和浩特40.78165745.57+ 3200751.1468太原37.78150614.83+ 5173941.1005烏魯木齊43.78144644.6+ 12165941.0092西寧36.751677

2、75.45+ 1196171.1360蘭州36.05149664.4+ 8158420.9489銀川38.48165535.45+ 2196151.1559西安34.30127813.59+ 14129520.9275上海31.17127603.38+ 3136910.9900南京32.00130993.94+ 5142071.0249合肥31.85125253.69+ 9132990.9988杭州30.23116683.43+ 3123720.9362南昌28.67130943.8+ 2137140.8640福州26.08120013.45+ 4124510.8978濟(jì)南36.6814043

3、4.44+ 6159941.0630鄭州34.72133324.04+ 7145581.0476武漢30.63132013.8+ 7137070.9036長沙28.20113773.21+ 6115890.8028廣州23.13121103.52一7127020.8850?？?0.03138353.84+ 12135100.8761南寧22.82125153.53+ 5127340.8231成都30.671 03922.88+ 2103040.7553貴陽26.58103272.86+ 8102350.8135昆明25.02141944.25一8153330.9216拉陪29.70213016

4、.7一8241511.0964經(jīng)過光伏工作者們堅持不懈的努力，太陽能電池的生產(chǎn)技術(shù)不斷得到提高，并且日益廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域。特別是郵電通信方面，由于近年來通信行業(yè)的迅猛發(fā)展，對通信電源的要求也越來越高， 所以穩(wěn)定可靠的太陽能電源被 廣泛使用于通信領(lǐng)域。而如何根據(jù)各地區(qū)太陽能輻射條件，來設(shè)計出既經(jīng)濟(jì)而又可靠的光伏電源系統(tǒng)，這是眾多專家學(xué)者研究已久的課題，而且已有許多卓越的研究成 果，為我國光伏事業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。筆者在學(xué)習(xí)各專家的設(shè)計方法時發(fā)現(xiàn)，這些設(shè)計僅考慮了蓄電池的 自維持時間（即最長連續(xù)陰雨天），而沒有考慮到虧電后 的蓄電池最短恢復(fù)時間（即兩組最長連續(xù)陰雨天之間的最 短間隔天數(shù)）

5、。這個問題尤其在我國南方地區(qū)應(yīng)引起高度 重視，因為我國南方地區(qū)陰雨天既長又多，而對于方便適用的獨立光伏電源系統(tǒng)，由于沒有應(yīng)急的其他電源保護(hù)備 用，所以應(yīng)該將此問題納入設(shè)計中一起考慮。本文綜合以往各設(shè)計方法的優(yōu)點，結(jié)合筆者多年來實際從 事光伏電源系統(tǒng)設(shè)計工作的經(jīng)驗， 引入兩組最長連續(xù)陰雨 天之間的最短間隔天數(shù)作為設(shè)計的依據(jù)之一，并綜合考慮了各種影響太陽能輻射條件的因素，提出了太陽能電池、 蓄電池容量的計算公式，及相關(guān)設(shè)計方法。2影響設(shè)計的諸多因素太陽照在地面太陽能電池方陣上的輻射光的光譜、光強(qiáng)受到大氣層厚度 （即大氣質(zhì)量）、地理位置、所在地的 氣候和氣象、地形地物等的影響， 其能量在一日、一月和

6、 一年內(nèi)都有很大的變化，甚至各年之間的每年總輻射量也 有較大的差別。太陽能電池方陣的光電轉(zhuǎn)換效率，受到電池本身的溫度、太陽光強(qiáng)和蓄電池電壓浮動的影響，而這三者在一天內(nèi)都會發(fā)生變化，所以太陽能電池方陣的光電轉(zhuǎn)換效率也 是變量。蓄電池組也是工作在浮充電狀態(tài)下的， 其電壓隨方陣 發(fā)電量和負(fù)載用電量的變化而變化。蓄電池提供的能量還 受環(huán)境溫度的影響。太陽能電池充放電控制器由電子元器件制造而成，它本身也需要耗能，3蓄電池組容量設(shè)計太陽能電池電源系統(tǒng)的儲能裝置主要是蓄電池。與太陽能電池方陣配套的蓄電池通常工作在浮充狀態(tài)下，其電壓隨方陣發(fā)電量和負(fù)載用電量的變化而變化。它的容量比負(fù)載所需的電量大得多。蓄電池提

7、供的能量還受環(huán)境溫度的影 響。為了與太陽能電池匹配， 要求蓄電池工作壽命長且維 護(hù)簡單。(1) 蓄電池的選用能夠和太陽能電池配套使用的蓄電池種類很多，目前廣泛采用的有鉛酸免維護(hù)蓄電池、普通鉛酸蓄電池和堿性 鐐鎘蓄電池三種。國內(nèi)目前主要使用鉛酸免維護(hù)蓄電池， 因為其固有的“免”維護(hù)特性及對環(huán)境較少污染的特點， 很適合用于性能可靠的太陽能電源系統(tǒng)，特別是無人值守的工作站。普通鉛酸蓄電池由于需要經(jīng)常維護(hù)及其環(huán)境污 染較大，所以主要適于有維護(hù)能力或低檔場合使用。堿性鐐鎘蓄電池雖然有較好的低溫、過充、過放性能，但由于其價格較高，僅適用于較為特殊的場合。(2) 蓄電池組容量的計算蓄電池的容量對保證連續(xù)供電

8、是很重要的。在一年內(nèi)，方陣發(fā)電量各月份有很大差別。方陣的發(fā)電量在不能滿足用電需要的月份，要靠蓄電池的電能給以補(bǔ)足；在超過用電 需要的月份，是靠蓄電池將多余的電能儲存起來。所以方陣發(fā)電量的不足和過剩值，是確定蓄電池容量的依據(jù)之 一。同樣，連續(xù)陰雨天期間的負(fù)載用電也必須從蓄電池取 得。所以，這期間的耗電量也是確定蓄電池容量的因素之一。因此，蓄電池的容量 BC計算公式為：BC=A3 QL3 NL3 TO /CCAh(1)式中：A為安全系數(shù)，取1.11.4之間；QL 為負(fù)載日平均耗電量， 為工作電流乘以日工作小時數(shù)； NL 為最長連續(xù)陰雨大數(shù)； TO為溫度修正系數(shù)，一般在0C以上取1，- 10C以上取

9、1.1 , 10 C以下取1.2 ;CC為蓄電池放電深度，一般鉛酸蓄電池取0.75 ,堿性鐐鎘蓄電池取0.85。4太陽能電池方陣設(shè)計(1)太陽能電池組件串聯(lián)數(shù) Ns作者：soundsest 2007-1-24 15:24回復(fù)此發(fā)言2獨立光伏電源系統(tǒng)設(shè)計方法太陽能電池組件按一定數(shù)目串聯(lián)起來，就可獲得所需要的工作電壓，但是，太陽能電池組件的串聯(lián)數(shù)必須 適當(dāng)。串聯(lián)數(shù)太少，串聯(lián)電壓低于蓄電池浮充電壓，方 陣就不能對蓄電池充電。如果串聯(lián)數(shù)太多使輸出電壓遠(yuǎn)高于浮充電壓時，充電電流也不會有明顯的增加。因此，只有當(dāng)太陽能電池組件的串聯(lián)電壓等于合適的浮充電 壓時，才能達(dá)到最佳的充電狀態(tài)。計算方法如下：Ns=UR

10、/Uoc=( Uf + Ut> Uc) /Uoc (2) 式中：UR為太陽能電池方陣輸出最小電壓；Uoc為太陽能電池組件的最佳工作電壓；Uf為蓄電池浮充電壓；UD為二極管壓降，一般取0.7V ; UC為其它因數(shù)引 起的壓降。電池的浮充電壓和所選的蓄電池參數(shù)有關(guān)，應(yīng)等于在最低溫度下所選蓄電池單體的最大工作電壓乘以串 聯(lián)的電池數(shù)。(2)太陽能電池組件并聯(lián)數(shù)Np 4在確定NP之前，我們先確定其相關(guān)量的計算方法。 將太陽能電池方陣安裝地點的太陽能日輻射量Ht,轉(zhuǎn)換成在標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)下的平均日輻射時數(shù)H (日輻射量參見表 1): H=Ht 3 2.778 / 10000h(3)式中：2.778 /100

11、00(h2 m2/kJ )為將日輻射量換算為標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)(1000W/m2下的平均日輻射時數(shù)的系數(shù)。 太陽能電池組件日發(fā)電量Qp Qp=Ioc3 H3 Kop3CzAh(4)式中：Ioc為太陽能電池組件最佳工作電流； Kop為斜面修正系數(shù)(參照表 1) ; Cz為修正系數(shù)，主 要為組合、衰減、灰塵、充電效率等的損失，一般取0.8。 兩組最長連續(xù)陰雨天之間的最短間隔天數(shù)Nw此數(shù)據(jù)為本設(shè)計之獨特之處， 主要考慮要在此段時間內(nèi)將虧損 的蓄電池電量補(bǔ)充起來，需補(bǔ)充的蓄電池容量Bcb為：Bcb=A3 QL3 NLAh(5) 太陽能電池組件并聯(lián)數(shù)Np的計算方法為：Np= (Bcb+ Nv3 QL) / (Qp

12、3 NW (6)式(6)的表達(dá)意為：并聯(lián) 的太陽能電池組組數(shù)， 在兩組連續(xù)陰雨天之間的最短間 隔天數(shù)內(nèi)所發(fā)電量，不僅供負(fù)載使用，還需補(bǔ)足蓄電池 在最長連續(xù)陰雨天內(nèi)所虧損電量。太陽能電池方陣的功率計算根據(jù)太陽能電池組件的串并聯(lián)數(shù)，即可得出所需太陽能電池方陣的功率 P: P=PcB Ns3 NpW( 7) 式中：Po為 太陽能電池組件的額定功率。5設(shè)計實例州某地面衛(wèi)星接收站為例，負(fù)載電壓為12V,功率為25W每天工作24h,最長連續(xù)陰雨天為15d,兩最長 連續(xù)陰雨天最短間隔天數(shù)為30d,太陽能電池采用云南半導(dǎo)體器件廠生產(chǎn)的38D9753 400型組件，組件標(biāo)準(zhǔn)功率為38W 工作電壓17.1V ,工

13、作電流2.22A ,蓄電池采 用鉛酸免維護(hù)蓄電池，浮充電壓為(14± 1) V。其水平 面太陽輻射數(shù)據(jù)參照表1,其水平面的年平均日輻射量為 12110( kJ/m2), Kop值為 0.885 ,最佳傾角為 16.13 ° , 計算太陽能電池方陣功率及蓄電池容量。5(1) 蓄電池容量 Bc Bc=A3 QL3 NL3 To/CC=1.2 3 ( 25/12 ) 3 243 153 1/0.75 =1200Ah(2) (2)太陽能電池方陣率 P因為：Ns=UR/Uoc= (Uf + U% U。/Uoc= (14+ 0.7+) /17.1=0.92 X 1Qp=Ioc3 H3 Kop3 Cz=2.22 3 121103(2.778/10000 )3 0.885 3 0.8 5.29AhBcb=A3 QL3 N