太陽能發(fā)電原理及應(yīng)用-系統(tǒng)

2023/2/4太陽能光伏發(fā)電技術(shù)第四章太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)一、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)概述光伏系統(tǒng)的類型1）、獨(dú)立光伏系統(tǒng)（離網(wǎng)系統(tǒng)）完全依靠太陽電池供電的光伏系統(tǒng)，系統(tǒng)中太陽電池方陣是唯一的能量來源。

光伏系統(tǒng)光伏電池陣列，充放電控制器、逆變器等電子設(shè)備和儲(chǔ)能蓄電池三部分組成。獨(dú)立光伏系統(tǒng)是直聯(lián)系統(tǒng),

光伏系統(tǒng)發(fā)電原理：由光伏電池方陣將太陽的輻射能轉(zhuǎn)化為直流電，通過控制器保護(hù)蓄電池充放電、再由逆變器將符合要求交流電提供給用戶負(fù)載。方框圖如下

獨(dú)立(離網(wǎng))光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖光伏水泵太陽能水泵

太陽能風(fēng)帽獨(dú)立光伏系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域(1)離網(wǎng)工商業(yè)(Off-GridIndustrial)應(yīng)用光伏系統(tǒng)為無電場所供應(yīng)電力,可根據(jù)需要專門設(shè)計(jì).

可就地供電,不需延伸電網(wǎng),節(jié)省了投資,也減少了線路損耗.

使用方便,安全可靠,維護(hù)簡單.微波中繼站太陽能電源光纖通訊太陽能電源天然氣輸送管道太陽能陰極保護(hù)電源太陽能航標(biāo)燈太陽能燈塔太陽能分段斷路器電源

(2)偏遠(yuǎn)地區(qū)供電(RuralElectrification)

全球還有將近20億人口沒有用上電，我國也還有大約3000萬人口沒有電力供應(yīng)，其中相當(dāng)大部分處在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的邊遠(yuǎn)地區(qū)，很難依靠延伸常規(guī)電網(wǎng)來解決用電問題.而這些地區(qū)往往太陽能資源十分豐富,應(yīng)用太陽能發(fā)電大有可為.牧民戶用光伏電源戶用光伏系統(tǒng)(3)消費(fèi)產(chǎn)品(Consumer)

可以將太陽能電源系統(tǒng)與產(chǎn)品安裝在一起,這樣就不需要與電網(wǎng)相連,方便使用.如:交通工具照明電源日用產(chǎn)品等2）、系統(tǒng)聯(lián)系系統(tǒng)（與交流電網(wǎng)聯(lián)系系統(tǒng)）太陽能發(fā)電并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)：由光伏電池把光能轉(zhuǎn)化為電能，通過并網(wǎng)逆變器逆變?yōu)闈M足電網(wǎng)要求的電壓，一部分用戶自用，多余部分電能送上電網(wǎng)。電力公司將依據(jù)售電電能表記錄的數(shù)值支付給用戶相應(yīng)的費(fèi)用。在夜晚或陰雨天氣發(fā)電量較少，用戶消費(fèi)電能不足時(shí)可購買電網(wǎng)的電補(bǔ)充。交流負(fù)載并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能光伏陣列，控制器逆變器和交流配電設(shè)備組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如下圖所示1、光伏電池陣列光伏電池單體是光電轉(zhuǎn)換的最小單元，尺寸一般為4cm2到100cm2不等。光伏電池單體的工作電壓約為0.5V,工作電流約為20－25mA/cm2,一般不能單獨(dú)作為電源使用。將光伏電池單體進(jìn)行串并聯(lián)封裝后，就成為光伏電池組件，其功率一般為幾瓦至幾十瓦，是可以單獨(dú)作為電源使用的最小單元。光伏電池組件再經(jīng)過串并聯(lián)組合安裝在支架上，就構(gòu)成了光伏電池方陣，可以滿足負(fù)載所要求的輸出功率(見圖)。光伏電池板(圖示)是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。光伏電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。1）、光伏電池標(biāo)準(zhǔn)模塊普通硅光伏電池的基本結(jié)構(gòu)光伏模塊由多塊電池（通常是36塊）串聯(lián)和并聯(lián)而成，以提供可用的電壓和電流等級(jí)，這些電池放在一個(gè)堅(jiān)固的框架中，后部分別引出正極端子和負(fù)極端子，并用玻璃蓋板封上。光伏電池組件通過一定的工藝，將太陽電池片、鋼化玻璃、背板等封裝成一個(gè)整體，從而構(gòu)成一個(gè)實(shí)用的太陽能發(fā)電器件，我們稱為光伏電池組件。我們常說的鋼化玻璃全稱為超白低鐵布紋鋼化玻璃，其作用主要是利用自身的機(jī)械強(qiáng)度抵抗自然界的冰雹、積雪等意外撞擊，減少外界的沖擊從而保護(hù)組件內(nèi)的電池片；另外一個(gè)主要作用是具有高透光率，減少太陽光照射到電池片的損耗。

EVA：柔軟性，減少外界的沖擊從而保護(hù)組件內(nèi)的電池片；固化后性能比較穩(wěn)定，使組件在任何惡劣的環(huán)境下使用都不容易出現(xiàn)黃斑、氣泡等影響組件使用壽命的現(xiàn)象；固化后高透光率，減少太陽光線的損失。EVA橡塑發(fā)泡材料化學(xué)品中文名稱：乙烯-醋酸乙烯共聚物化學(xué)品英文名稱：Ethylene-VinylAcetatecopolymer英文簡稱：EVA背板主要有TPT和TPE兩種，其具有能很好的與空氣隔絕;極好的抗氧化和抗潮濕性;能長期防止粘合劑的水解;具有良好的電絕緣性能;和EVA的完美結(jié)合TPT、TPE復(fù)合膜是太陽電池的結(jié)構(gòu)性封裝材料，用于太陽電池的襯底，對太陽電池起到很好的保護(hù)作用。

TPT是聚氟乙烯復(fù)合膜：

Tedlar/PET/Tedlar的縮寫，Tedlar是杜邦公司生產(chǎn)的一種聚氟乙烯商品名。TPT膜兩邊是聚氟乙烯膜（PVF），中間是聚對苯二甲酸乙二醇酯膜（PET）。小結(jié)：光伏電池模組結(jié)構(gòu)及其對背板的性能要求一般按玻璃-膠膜-電池板-膠膜-TPT疊合于鋁合金框內(nèi)。由于光伏電池模組是放置在室外的電氣產(chǎn)品，因此背板除了具有保護(hù)功能以外，還必須具備25年之久的可靠的絕緣、阻水、耐老化性能。光伏電池背板性能好壞的重要指標(biāo)是水蒸氣滲透率。若太陽能背板阻隔水蒸氣滲透的性能不良，則空氣中的濕氣（尤其是陰雨濕氣更大）會(huì)透過太陽能背板進(jìn)入到內(nèi)側(cè)，水蒸氣的滲透會(huì)影響到EVA（乙烯一醋酸乙烯共聚物）的粘結(jié)性能，導(dǎo)致背板與EVA脫離，進(jìn)而使更多濕氣直接接觸電池片而使電池片被氧化。2）、AC模塊光伏電池組件內(nèi)蔵逆變器，可以輸出交流電，有的甚至還含有控制器，這可能是今后光伏電池組件的發(fā)展方向。3）、光伏電池的陣列一個(gè)光伏陣列包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的光伏組件，具體需要多少個(gè)組件及如何連接組件與所需電壓（電流）及各個(gè)組件的參數(shù)有關(guān)。3）、光伏電池的陣列光伏陣列的任何部分不能被遮蔭，如果有幾個(gè)電池被遮蔭，則它們便不會(huì)產(chǎn)生電流且會(huì)成為反向偏壓，這就意味著被遮電池消耗功率發(fā)熱，久而久之，形成故障。但是有些偶然的遮擋是不可避免的，所以需要用旁路二極管來起保護(hù)作用。如果所有的組件是并聯(lián)的，就不需要旁路二極管，即如果要求陣列輸出電壓為12V，而每個(gè)組件的輸出恰為12V，則不需要對每個(gè)組件加旁路二極管，如果要求24V陣列（或者更高），那么必須有2個(gè)（或者更多的）組件串聯(lián)，這時(shí)就需要加上旁路二極管。組件組件組件組件+-DC24V……3）、光伏電池的陣列阻塞二極管是用來控制光伏系統(tǒng)中電流的:任何一個(gè)獨(dú)立光伏系統(tǒng)都必須有防止從蓄電池流向陣列的反向電流的方法或有保護(hù)或失效的單元的方法。如果控制器沒有這項(xiàng)功能的話，就要用到阻塞二極管，如圖阻塞二極管既可在每一并聯(lián)支路，又可在陣列與控制器之間的干路上，但是當(dāng)多條支路并聯(lián)接成一個(gè)大系統(tǒng)，則應(yīng)在每條支路上用阻塞二極管以防止由于支路故障或遮蔽引起的電流由強(qiáng)電流支路流向弱電流支路的現(xiàn)象。組件組件組件組件+-DC24V……阻塞二極管2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用光伏電池直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng)。它的主要部件是光伏電池、蓄電池、控制器和逆變器。光伏發(fā)電系統(tǒng)分為獨(dú)立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和系統(tǒng)聯(lián)系型（并網(wǎng)）太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。1）獨(dú)立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)指太陽能光伏發(fā)電不與電網(wǎng)連接的發(fā)電方式，典型特征為需要蓄電池來存儲(chǔ)夜晚用電的能量。光伏控制器：太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，控制多路光伏電池方陣對蓄電池充電以及蓄電池給太陽能逆變器負(fù)載供電的自動(dòng)控制設(shè)備。2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則2）系統(tǒng)聯(lián)系型（并網(wǎng)）太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電是指太陽能光伏發(fā)電連接到國家電網(wǎng)的發(fā)電的方式，成為電網(wǎng)的補(bǔ)充，典型特征為不需要蓄電池。二、功率控制器1、功率控制器的組成二、功率控制器1、功率控制器的組成二、功率控制器1、功率控制器的組成二、功率控制器2、功率控制器電路舉例二、功率控制器2、功率控制器電路舉例二、功率控制器2、功率控制器電路舉例三、蓄電池‘蓄電池’在太陽能光伏發(fā)電中應(yīng)用，目前采用的有鉛酸免維護(hù)蓄電池、普通鉛酸蓄電池,膠體蓄電池和堿性鎳鎘蓄電池四種。什么是閥控式鉛酸蓄電池？閥控式鉛酸蓄電池是廣泛使用的一種鉛酸蓄電池，主要特點(diǎn)是：電解質(zhì)吸附于AGM隔板中或者變成膠體狀態(tài)，內(nèi)部無游離酸每個(gè)單體有一個(gè)安全閥，大部分時(shí)間處于密封狀態(tài)，內(nèi)壓過大時(shí)開閥排氣降壓1938年Dassler提出的氣體復(fù)合原理是VRLA的理論基礎(chǔ)1957年德國陽光公司的膠體(GEL)技術(shù)和1971年美國Gates公司的AGM技術(shù)是VRLA的實(shí)踐基礎(chǔ)目前主要有AGM技術(shù)和GEL技術(shù)兩種。三、蓄電池閥控式鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)閥控式鉛酸蓄電池：通過安全閥排出內(nèi)部生成的多余氣體的鉛酸蓄電池外殼：一般是塑料外殼，也有外部再加鋼殼的。正極：主要是紅棕色氧化鉛(PbO2)負(fù)極：主要是海綿狀的金屬鉛(Pb)端子：鉛或銅質(zhì)，銅端子更常見隔膜：AGM或膠體，吸附硫酸水溶液安全閥：內(nèi)部氣體溢出通道，一般加防爆石和濾酸器，高端電池有時(shí)配備排氣孔和導(dǎo)氣管，保證電池柜內(nèi)氫氣的零積累三、蓄電池鉛酸電池的相關(guān)概念：額定電壓最常見的是12V系列，2V的主要應(yīng)用在工業(yè)上額定容量在一定標(biāo)準(zhǔn)下，由生產(chǎn)廠商定義的電池的容量通信用鉛酸電池的額定標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)是25℃時(shí)以10HR放電至1.80VPC實(shí)際容量因溫度、放電率和終止電壓的不同而不同終止電壓為了保護(hù)電池，放電至F.V.時(shí)應(yīng)停止放電終止電壓與放電電流大小有關(guān)：電流越小，終止電壓越高。三、蓄電池鉛酸電池的相關(guān)概念：充電電壓分均充(Boost)和浮充(Float)，充電電壓值主要跟電解液濃度有關(guān)均充電壓：25℃時(shí)約為2.35VPC，充電速度快，根據(jù)電流不同，可在5~10小時(shí)內(nèi)充滿電浮充電壓：25℃時(shí)一般為2.23~2.27VPC，在該電壓下充電速度和自放電速度相當(dāng)放電深度是指放出電量占電池額定容量的百分比(DepthofDischarge,DOD)；不同放電深度下，電池的循環(huán)壽命差異較大，放電深度越深，壽命越短三、蓄電池鉛酸電池的相關(guān)概念：重量可以用來衡量電池的含鉛量VRLA含鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約60%12V100Ah電池質(zhì)量約33千克內(nèi)阻內(nèi)阻反映了電池用料的純度內(nèi)阻小的電池壽命長12V100Ah電池的內(nèi)阻約3.5~6mΩ2V系列的、容量大的電池內(nèi)阻更小作業(yè)：調(diào)查報(bào)告:鉛酸電池的性能指標(biāo)、正確使用與維護(hù)方法超級(jí)電容（supercapacitor），又叫雙電層電容(ElectricalDoule-LayerCapacitor)、黃金電容、法拉電容，即通過外加電場極化電解質(zhì)，使電解質(zhì)中荷電離子分別在帶有相反電荷的電極表面形成雙電層，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。其儲(chǔ)能過程是物理過程，沒有化學(xué)反應(yīng)，且過程完全可逆，這與蓄電池電化學(xué)儲(chǔ)能過程不同。超級(jí)電容器是介于電容器和電池之間的儲(chǔ)能器件，它既具有電容器可以快速充放電的特點(diǎn)，又具有電池的儲(chǔ)能特性。四、超級(jí)電容器四、超級(jí)電容器由于超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)及工作原理使其具有如下特點(diǎn)：①.電容量大，超級(jí)電容器采用活性炭粉與活性炭纖維作為可極化電極與電解液接觸的面積大大增加，根據(jù)電容量的計(jì)算公式，那么兩極板的表面積越大，則電容量越大。因此，一般雙電層電容器容量很容易超過1F，它的出現(xiàn)使普通電容器的容量范圍驟然躍升了3~4個(gè)數(shù)量級(jí)，目前單體超級(jí)電容器的最大電容量可達(dá)5000F以上。

②.充放電壽命很長，可達(dá)500000次，或50000小時(shí)，而蓄電池的充放電壽命很難超過2000次，

③.可以提供很高的放電電流（如2700F的超級(jí)電容器額定放電電流不低于950A，放電峰值電流可達(dá)1680A，一般蓄電池通常不能有如此高的放電電流一些高放電電流的蓄電池在雜如此高的放電電流下的使用壽命將大大縮短。

四、超級(jí)電容器由于超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)及工作原理使其具有如下特點(diǎn)：④.可以數(shù)十秒到數(shù)分鐘內(nèi)快速充電，而蓄電池再如此短的時(shí)間內(nèi)充滿電將是極危險(xiǎn)的或幾乎不可能。

⑤.可以在很寬的溫度范圍內(nèi)正常工作（-40~+70℃）而蓄電池很難在高溫特別是低溫環(huán)境下工作。⑥.超級(jí)電容器用的材料是安全的和無毒的，而鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池軍具有毒性。

⑦.可以任意并聯(lián)使用增加電容量，如采取均壓后，還可以串聯(lián)使用。并聯(lián)時(shí)總?cè)萘吭霰峨妷翰蛔?，串?lián)時(shí)總?cè)萘繙p倍電壓增倍。

1）超級(jí)電容器的分類根據(jù)使用電極材料的不同可分為兩大類：（1）以炭材料為電極，以電極雙電層電容的機(jī)制儲(chǔ)存電荷，本質(zhì)是靜電型能量儲(chǔ)存方式，通常被稱作雙電層電容器(EDLC)。電容量與電極電位和比表面積的大小有關(guān)，因而常使用高比表面積的活性碳作為電極材料，從而增加電容量。例如，活性碳的表面積可達(dá)1000m2/g，電容量可達(dá)100F/g，且碳材料還具有成本低，技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，該類超級(jí)電容在汽車上應(yīng)用也最為廣泛。（2）以二氧化釕或者導(dǎo)體聚合物等材料為陽極，以氧化還原反應(yīng)的機(jī)制存儲(chǔ)電荷，通常被稱作電化學(xué)電容器。與雙電層電容器的靜電容量相比，相同表面積下超電容器的容量要大10～100倍，因此可以制成體積非常小、容量大的電容器。但由于貴金屬的價(jià)格高，主要用于軍事領(lǐng)域。四、超級(jí)電容器1、超級(jí)電容器的儲(chǔ)能原理四、超級(jí)電容器1、超級(jí)電容器的儲(chǔ)能原理2）超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)和工作原理超級(jí)電容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)上包含一個(gè)正極，一個(gè)負(fù)極，及這兩個(gè)電極之間的隔膜，電解液填補(bǔ)由這兩個(gè)電極和隔膜分離出來的兩個(gè)的孔隙。超級(jí)電容器的部件從產(chǎn)品到產(chǎn)品可以有所不同。這是由超級(jí)電容器包裝的幾何結(jié)構(gòu)決定的。對于棱形或正方形封裝產(chǎn)品部件的擺放，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是基于對內(nèi)部部件的設(shè)置，即內(nèi)部集電極是從每個(gè)電極的堆疊中擠出。這些集電極焊盤將被焊接到終端，從而擴(kuò)展電容器外的電流路徑。四、超級(jí)電容器1、超級(jí)電容器的儲(chǔ)能原理2）超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)和工作原理超級(jí)電容器工作原理

超級(jí)電容器是利用雙電層原理的電容器，原理示意圖如圖。當(dāng)外加電壓到兩個(gè)極板時(shí)，與普通電容器一樣，極板的正電極存儲(chǔ)正電荷，負(fù)極板存儲(chǔ)負(fù)電荷，在超級(jí)電容器的兩極板上電荷產(chǎn)生的電場作用下，在電解液與電極間的界面上形成相反的電荷，以平衡電解液的內(nèi)電場，這種正電荷與負(fù)電荷在兩個(gè)不同相之間的接觸面上，以正負(fù)電荷之間極短間隙排列在相反的位置上，這個(gè)電荷分布層叫做雙電層，因此電容量非常大。當(dāng)兩極板間電勢低于電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液界面上電荷不會(huì)脫離電解液，超級(jí)電容器為正常工作狀態(tài)（通常為3V以下），如電容器兩端電壓超過電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液將分解，為非正常狀態(tài)。由于隨著超級(jí)電容器放電，正、負(fù)極板上的電荷被外電路泄放，電解液的界面上的電荷響應(yīng)減少。由此可以看出：超級(jí)電容器的充放電過程始終是物理過程，沒有化學(xué)反應(yīng)。因此性能是穩(wěn)定的，與利用化學(xué)反應(yīng)的蓄電池是不同的。四、超級(jí)電容器1、超級(jí)電容器的儲(chǔ)能原理

三種儲(chǔ)能元件的比較超級(jí)電容器普通電容器二次電池能量密度

(w/kg)0.2～

20.0＜

0.220～

200功率密度（

wh/kg）102～104104～106＜500充電時(shí)間0.3～

30s10-3

～

10-6s1～

5h放電時(shí)間0.3～

30s10-3

～

10-6s0.3～

3h循環(huán)壽命＞

105＞

105＜

103充放電效率85%～

98%＞

95%70%～

85%四、超級(jí)電容器2、超級(jí)電容器國內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能裝置，具有顯著的特點(diǎn)和優(yōu)勢，可以在某些領(lǐng)域取代傳統(tǒng)蓄電池，在節(jié)能環(huán)保日益成為主題的今天，它的應(yīng)用越來越引起世界各國的重視。美國、日本、俄羅斯、瑞士、韓國、法國的一些公司憑借多年的研究開發(fā)和技術(shù)積累，目前處于領(lǐng)先地位。國內(nèi)從事大容量超級(jí)電容器研發(fā)的廠家共有50多家，能夠批量生產(chǎn)并達(dá)到實(shí)用化水平的廠家只有10多家。目前，國內(nèi)廠商大多生產(chǎn)液體雙電層電容器，重要企業(yè)有錦州富辰公司、北京集星公司、上海奧威公司等十多家。錦州富辰公司是國內(nèi)最大的超級(jí)電容器專業(yè)生產(chǎn)廠，主要生產(chǎn)紐扣型和卷繞型超級(jí)電容器。北京集星公司可生產(chǎn)卷繞型和大型電容器。國產(chǎn)超級(jí)電容器約已占有中國市場60%-70%的份額。四、超級(jí)電容器3、超級(jí)電容器的應(yīng)用超級(jí)電容器根據(jù)制造工藝和外形結(jié)構(gòu)可劃分為鈕扣型、卷繞型和大型三種類型，三者在容量上大致歸類為5F以下、5～200F、200F以上。鈕扣型產(chǎn)品具備小電流、長時(shí)間放電的特點(diǎn)，可用在小功率電子產(chǎn)品及電動(dòng)玩具產(chǎn)品中。而卷繞型和大型產(chǎn)品則多在需要大電流短時(shí)放電，有記憶存儲(chǔ)功能的電子產(chǎn)品中做后備電源，適用于帶CPU的智能家電、工控和通信領(lǐng)域中的存儲(chǔ)備份部件。超級(jí)電容器具有充電時(shí)間短、使用壽命長、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點(diǎn)。超級(jí)電容器用途廣泛。五、光伏發(fā)電裝置工程設(shè)計(jì)舉例1、蓄電池組容量設(shè)計(jì)蓄電池是太陽能光伏系統(tǒng)的儲(chǔ)能部件。1)蓄電池的選用：目前太陽能光伏系統(tǒng)常用的是鉛酸蓄電池，對于較高要求的系統(tǒng)，通常采用深放電閥控式密封鉛酸蓄電池、深放電吸液式鉛酸蓄電池等。

五、光伏發(fā)電裝置工程設(shè)計(jì)舉例1、蓄電池組容量設(shè)計(jì)2)蓄電池組容量的計(jì)算

K——安全系數(shù)，一般取1.1-1.4。如130%，為安全起見蓄電池具有30%的備用容量，即意味著電池在完全放電后具有30%的剩余容量。

蓄電池組是獨(dú)立光伏系統(tǒng)中的電能儲(chǔ)存單元，其容量的選擇受負(fù)載功率和連續(xù)無日照時(shí)間等決定。蓄電池組容量的計(jì)算公式：QL——負(fù)載日均耗電量。

NL——最長連續(xù)陰雨天數(shù)。

To——溫度修正系數(shù)。

Cc——蓄電池放電深度。

(Ah)五、光伏發(fā)電裝置工程設(shè)計(jì)舉例2、光伏電池陣列設(shè)計(jì)（1）太陽能組件串聯(lián)數(shù)Ns

光伏電池陣列——由太陽電池組件（也稱光伏電池組件）按照系統(tǒng)需求串、并聯(lián)而成，在太陽光照射下將太陽能轉(zhuǎn)換成電能輸出，它是太陽能光伏系統(tǒng)的核心部件。

串聯(lián)組件數(shù)量＝直觀理解：Ns=UR/UOCUR——光伏電池方陣輸出最小電壓UOC——光伏電池組件的最佳工作電壓計(jì)算公式：=(Uf+UD+UC)/UOC

Uf——蓄電池浮充電壓;UD——二極管壓降,一般取0.7V;UC——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?cái)?shù)

五、光伏發(fā)電裝置工程設(shè)計(jì)舉例2、光伏電池陣列設(shè)計(jì)（2）太陽能組件并聯(lián)數(shù)NP

直觀理解：并聯(lián)的組件數(shù)量＝先了解幾個(gè)相關(guān)量的計(jì)算方法①將光伏電池方陣安裝地點(diǎn)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(shí)數(shù)H（日輻射量參見表4-5）：

H=Ht×2.778／10000h式中：2.778／10000（h·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(shí)數(shù)的系數(shù)。五、光伏發(fā)電裝置工程設(shè)計(jì)舉例2、光伏電池陣列設(shè)計(jì)（2）太陽能組件并聯(lián)數(shù)NP

先了解幾個(gè)相關(guān)量的計(jì)算方法②光伏電池組件日發(fā)電量Qp：

Qp=Ioc×H×Kop×Cz(Ah)式中：Ioc為光伏電池組件最佳工作電流；Kop為斜面修正系數(shù)（參照表4-5）；

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。五、光伏發(fā)電裝置工程設(shè)計(jì)舉例2、光伏電池陣列設(shè)計(jì)（2）太陽能組件并聯(lián)數(shù)NP

先了解幾個(gè)相關(guān)量的計(jì)算方法③兩組最長連續(xù)陰雨天之間的最短間隔天數(shù)Nw（一般取30天），此數(shù)據(jù)為本設(shè)計(jì)之獨(dú)特之處，主要考慮要在此段時(shí)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=K×QL×NL(Ah)K——安全系數(shù)，一般取1.1-1.4。QL——負(fù)載日均耗電量。

NL——最長連續(xù)陰雨天數(shù)。

五、光伏發(fā)電裝置工程設(shè)計(jì)舉例2、光伏電池陣列設(shè)計(jì)（2）太陽能組件并聯(lián)數(shù)NP

直觀理解：并聯(lián)的組件數(shù)量＝④光伏電池組件并聯(lián)數(shù)Np的計(jì)算方法為：

Np=（Bcb＋Nw×QL）/（Qp×Nw）含義：并聯(lián)的光伏電池組組數(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。(3)光伏電池方陣的功率計(jì)算根據(jù)光伏電池組件的串并聯(lián)數(shù)，即可得出所需光伏電池方陣的功率P：P=Po×Ns×Np（W）Po——光伏電池組件的額定功率五、光伏發(fā)電裝置工程設(shè)計(jì)舉例3、太陽能發(fā)電系統(tǒng)（例題）廣州某地面衛(wèi)星接收站為例，負(fù)載電壓為