光伏系統(tǒng)設計

光伏系統(tǒng)設計本章主要講述太陽能光伏系統(tǒng)的組成結構和工作原理，并結合實例講述光伏系統(tǒng)的常見類型、一般設計原理和方法、光伏系統(tǒng)的測試以及性能分析，并描述了太陽能光伏系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。4．1．光伏系統(tǒng)的組成和原理光伏系統(tǒng)由以下三部分組成：太陽電池組件；充、放電控制器、逆變器、測試儀表和計算機監(jiān)控等電力電子設備和蓄電池或其它蓄能和輔助發(fā)電設備。光伏系統(tǒng)具有以下的特點：沒有轉動部件，不產(chǎn)生噪音；沒有空氣污染、不排放廢水；沒有燃燒過程，不需要燃料；維修保養(yǎng)簡單，維護費用低；運行可靠性、穩(wěn)定性好；作為關鍵部件的太陽電池使用壽命長，晶體硅太陽電池壽命可達到25年以上；根據(jù)需要很容易擴大發(fā)電規(guī)模。光伏系統(tǒng)應用非常廣泛，光伏系統(tǒng)應用的基本形式可分為兩大類：獨立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。應用主要領域主要在太空航空器、通信系統(tǒng)、微波中繼站、電視差轉臺、光伏水泵和無電缺電地區(qū)戶用供電。隨著技術發(fā)展和世界經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要，發(fā)達國家已經(jīng)開始有計劃地推廣城市光伏并網(wǎng)發(fā)電，主要是建設戶用屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)和MW級集中型大型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)等，同時在交通工具和城市照明等方面大力推廣太陽能光伏系統(tǒng)的應用。光伏系統(tǒng)的規(guī)模和應用形式各異，如系統(tǒng)規(guī)?？缍群艽?，小到0.3～2W的太陽能庭院燈，大到MW級的太陽能光伏電站。其應用形式也多種多樣，在家用、交通、通信、空間應用等諸多領域都能得到廣泛的應用。盡管光伏系統(tǒng)規(guī)模大小不一，但其組成結構和工作原理基本相同。圖4-1是一個典型的供應直流負載的光伏系統(tǒng)示意圖。其中包含了光伏系統(tǒng)中的幾個主要部件：光伏組件方陣：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換成電能輸出，它是太陽能光伏系統(tǒng)的核心部件。蓄電池：將太陽電池組件產(chǎn)生的電能儲存起來，當光照不足或晚上、或者負載需求大于太陽電池組件所發(fā)的電量時，將儲存的電能釋放以滿足負載的能量需求，它是太陽能光伏系統(tǒng)的儲能部件。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?？刂破鳎核鼘π铍姵氐某洹⒎烹姉l件加以規(guī)定和控制，并按照負載的電源需求控制太陽電池組件和蓄電池對負載的電能輸出，是整個系統(tǒng)的核心控制部分。隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，控制器的功能越來越強大，有將傳統(tǒng)的控制部分、逆變器以及監(jiān)測系統(tǒng)集成的趨勢，如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三種功能。逆變器：在太陽能光伏供電系統(tǒng)中，如果含有交流負載，那么就要使用逆變器設備，將太陽電池組件產(chǎn)生的直流電或者蓄電池釋放的直流電轉化為負載需要的交流電。太陽能光伏供電系統(tǒng)的基本工作原理就是在太陽光的照射下，將太陽電池組件產(chǎn)生的電能通過控制器的控制給蓄電池充電或者在滿足負載需求的情況下直接給負載供電，如果日照不足或者在夜間則由蓄電池在控制器的控制下給直流負載供電，對于含有交流負載的光伏系統(tǒng)而言，還需要增加逆變器將直流電轉換成交流電。光伏系統(tǒng)的應用具有多種形式，但是其基本原理大同小異。對于其他類型的光伏系統(tǒng)只是在控制機理和系統(tǒng)部件上根據(jù)實際的需要有所不同，下面將對不同類型的光伏系統(tǒng)進行詳細地描述。五圖帥4-勉1類直流負載的太發(fā)陽能光伏系統(tǒng)辛4.2.忘梅光伏系統(tǒng)的分朱類與介紹紙一般將光伏系影統(tǒng)分為獨立系拖統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)劈和混合系統(tǒng)。決如果根據(jù)光伏懼系統(tǒng)的應用形麥式、應用規(guī)模艙和負載的類型幕，對光伏供電猛系統(tǒng)進行比較斥細致的劃分，趁可將光伏系統(tǒng)志分為如下六種詠類型：小型太蜓陽能供電系統(tǒng)比（斤Small萬D儉C相）；簡單直流考系統(tǒng)蹦（矛Simple腐D抽C祝）；大型太陽由能供電系統(tǒng)酸（孝Large童D篇C娃）；交流、直禮流供電系統(tǒng)長（乳AC/D陰C野）；并網(wǎng)系統(tǒng)訊（擇Utilit惹yGrid纏Conne尖c閱t藝）；混合供電奔系統(tǒng)施（別Hybri制d糟）；并網(wǎng)混合滲系統(tǒng)。下面就鈴每種系統(tǒng)的工父作原理和特點位進行說明。晚.悶節(jié)小型太陽能供炸電系統(tǒng)葵（史Small唯D負C助）份該系統(tǒng)的特點租是系統(tǒng)中只有肯直流負載而且購負載功率比較莖小，整個系統(tǒng)圈結構簡單，操較作簡便。其主慰要用途是一般材的戶用系統(tǒng)，咸負載為各種民事用的直流產(chǎn)品堡以及相關的娛無樂設備。如在盲我國西北邊遠陪地區(qū)就大面積擊推廣使用了這抵種類型的光伏狀系統(tǒng)，負載為草直流節(jié)能燈、王收錄機和電視消機等，用來解靜決無電地區(qū)家澤庭的基本照明羽問題。暫圖悶4-4罪簡單直流的光掩伏水泵系統(tǒng)泰.度簡單直流系統(tǒng)占（猛Simple待D身C蠅）獻該系統(tǒng)的特點影是系統(tǒng)負載為鞭直流負載而且綢對負載的使用泥時間沒有特別朝的要求，負載惹主要是在白天層使用，所以系播統(tǒng)中沒有使用諒蓄電池，也不傘需要使用控制幅器。系統(tǒng)結構鬧簡單，直接使鑰用太陽能太陽會電池組件給負塵載供電，省去顛了能量在蓄電深池中的儲存和蜓釋放過程所造摸成的損失，以事及控制器中的櫻能量損失，提忠高了太陽能的旗利用效率。其筐常用于光伏水摸泵系統(tǒng)、一些聽白天臨時設備溫用電和旅游設限施中。圖沒4-4盈顯示的就是一烤個簡單直流的群光伏水泵系統(tǒng)墓。這種系統(tǒng)在哄發(fā)展中國家的彈無純凈自來水啊供飲地區(qū)得到壽了廣泛的應用釋，產(chǎn)生了良好捷的社會效益。帶大型太陽能供茫電系統(tǒng)飽（賄Large熟D擠C膽）釣與上述兩種光剃伏系統(tǒng)相比，首這種光伏系統(tǒng)林仍適用于直流漠電源系統(tǒng)，但刊是這種太陽能執(zhí)光伏系統(tǒng)的負御載功率較大，君為了保證可靠蚊地給負載提供非穩(wěn)定的電力供若應，其相應的撤系統(tǒng)規(guī)模也較做大，需要配備蘿較大的太陽能恭太陽電池組件至陣列和較大的游蓄電池組，常泄應用于通信、滑遙測、監(jiān)測設仗備電源，農(nóng)村爐的集中供電站縮，勿航趙豎認標燈塔、路燈亞等領域。我國棗在西部地區(qū)實躲施界的蘭“柏光明工霞程配”歪中，一些無電束地區(qū)建設的部東分鄉(xiāng)村光伏電錦站就是采用這甜種形式；中國沖移動和中國聯(lián)共通公司在偏僻佳無電網(wǎng)地區(qū)建振設的通信基站荒也采用了這種本光伏系統(tǒng)供電宣。京.攔勻交流、直流供償電系統(tǒng)鉤（廁AC/D欠C跪）扯與上述的三種手太陽能光伏系憐統(tǒng)不同的是，聞這種光伏系統(tǒng)禮能夠同時為直埋流和交流負載警提供電力，在大系統(tǒng)結構上比聞上述三種系統(tǒng)辱多了逆變器，跪用于將直流電密轉換為交流電芝以滿足交流負手載的需求。通鄙常這種系統(tǒng)的援負載耗電量也燙比較大，從而精系統(tǒng)的規(guī)模也今較勁大。在一些同礦時具有交流和午直流負載的通糊信基站和其它途一些含有交、炊直流負載的光胸伏電站中得到本應用。虛.遣并網(wǎng)系統(tǒng)拘（販Utilit總yGrid屆Conne頃cte書d棚）冊這種光伏系統(tǒng)暫最大的特點就鑒是太陽電池組鏟件產(chǎn)生的直流棕電經(jīng)過并網(wǎng)逆便變器轉換成符桑合市電電網(wǎng)要撐求的交流電之虜后直接接入公添共電網(wǎng)，并傻網(wǎng)系統(tǒng)中光伏年方陣所產(chǎn)生電貿(mào)力除坊了供給交流黎負載外，多余炕的電力反饋給替電網(wǎng)。在陰雨巧天或夜晚，太次陽電池組件沒征有產(chǎn)生電能或蜘者產(chǎn)生的電能斤不能滿足負載灌需求時就由電啟網(wǎng)供電鹿。因為直接將盼電能輸入電網(wǎng)槐，的免除配置蓄電語池，浪省掉了蓄電池酒儲能和釋放的蛇過程，售可以充分利用醫(yī)光伏方陣所發(fā)塊的電力粘從而減小了能估量的損耗溪，并降低了系鋤統(tǒng)的成本。限但是系統(tǒng)中需價要專用的并網(wǎng)退逆變器，以保沾證輸出的電力機滿足電網(wǎng)電力怨對電壓、頻率襲等電性能指標園的要求。因為絨逆變器效率的腔問題，還是會膊有部分的能量壞損失。這種系錘統(tǒng)通常能夠并施行使用市電和侮太陽能太陽電鬧池組件陣列作者為本地交流負炮載的電源，降樸低了整個系統(tǒng)積的負載缺電率礎。而且蠟并網(wǎng)光伏系統(tǒng)愧可以對公用電重網(wǎng)起到調(diào)峰作嬸用。但并網(wǎng)光睛伏供電系統(tǒng)作育為一種分散式摸發(fā)電系統(tǒng)，對隨傳統(tǒng)的集中供葵電系統(tǒng)的電網(wǎng)椒會產(chǎn)生一些不苗良的影響，如籃諧波污染，孤撤島效應等。貧．混合供電系盈統(tǒng)勞（答Hybri蔥d偽）憤圖這種太陽能光曉伏系統(tǒng)中除了頸使用太陽能太撞陽電池組件陣遠列之外，還使弦用了燃油發(fā)電無機作為備用電掘源。使用混合知供電系統(tǒng)的目雪的就是為了綜黨合利用各種發(fā)陸電技術的優(yōu)點墻，避免各自的舒缺點。比方說匪，上述幾種獨欲立光伏系統(tǒng)的土優(yōu)點是維護少辜，缺點是能量搖輸出奪依賴于天氣，粒不穩(wěn)定。綜合郵使用柴油發(fā)電棍機和太陽電池途組件的混合供羅電系統(tǒng)與單一臣能源的獨立系搶統(tǒng)相比所提供膝的能源對天氣攪的依賴性要小救，它的優(yōu)點是按：碗使用混合供電定系統(tǒng)可以達到嗽可再生能源的量更好利用。因嫩為可再生能源另是變化的，不若穩(wěn)定的，所以梁系統(tǒng)必須按照廚能量產(chǎn)生最少針的時期進行設拖計。由于系統(tǒng)鷹是按照最差的壞情況進行設計項，所以在其他令的時間，系統(tǒng)勺的容量過大。己在太陽輻照最熱高峰時期產(chǎn)生介的多余能量沒串法使用而白白廉浪費了。整個拐獨立系統(tǒng)的性臂能就因此而降租低。如果最差談月份的情況和宇其他月份差別蓋很大，有可能叛導致浪費的能急量等于甚至超刃過設計負載的形需求。幼具有較高的系鋒統(tǒng)實用性。在床獨立系統(tǒng)中因玩為詞可再生能源的則變化和不穩(wěn)定爬會導致系統(tǒng)出蹈現(xiàn)供電不能滿蝦足負載需求的希情況，也就是慌存在負載缺電膊情況，使用混謹合系統(tǒng)則會大錦大地降低負載關缺電率。拐和單用柴油發(fā)填電機的系統(tǒng)相奸比，具有沿較少的維護和挖使用較少的燃旁料。榮較高的燃油效都率。在低負荷菜的情況下，柴跨油機的燃油利男用率很低，會涂造成燃油的浪迅費。在混合系塔統(tǒng)中可以進行材綜合控制使得瞎柴油機在額定哀功率附近工作版，從而提高燃肥油效率。西負載匹配更佳直。使用混合系間統(tǒng)之后，因為泉柴油發(fā)電機可峰以即時提供較器大的功率，所股以混合系統(tǒng)可脈以適用于范圍喊更加廣泛的負誘載系統(tǒng)，例如艷可以使用較大盤的交流負載，腫沖擊載荷等。復還拴可以更好的匹擾配負載和系統(tǒng)賽的發(fā)電，只要胖在負載的高峰賽時期打開備用無能源即可簡單裕的辦到。有時溫候，負載的大榮小決定了需要值使用混合系統(tǒng)渠，大的負載需交要很大的電流煩和很高的電壓此。如果只是使垂用太陽能成本唱就會很高。粒但混合系統(tǒng)也錢有其自身的缺狀點：扶控制比較復雜繳。因為使用了蠻多種能源，所盒以系統(tǒng)需要監(jiān)尸控每種能源的種工作情況，處灑理各個子能源怒系統(tǒng)之間的相碗互影響、協(xié)調(diào)豆整個系統(tǒng)的運枯作，這樣就導蘆致其控制系統(tǒng)遺比獨立系統(tǒng)復鬼雜，現(xiàn)在多使慣用微處理芯片處進行系統(tǒng)管理然。摔初期工程較大嫁?；旌舷到y(tǒng)的勺設計，安裝，慰施工工程都比卸獨立工程要大窯。婦比獨立系統(tǒng)需誠要更多的維護珠。油機的使用雀需要很多的維吉護工作，比如莖更換機油濾清時器，燃油濾清逝器，火花塞等娘，還需要給油謀箱添加燃油等墓。呈污染和噪音。描光伏系統(tǒng)是無擇噪音、無排放余的潔凈能源利乓用，但是因為梯混合系統(tǒng)中使翠用了柴油機，歪這樣就不可避裕免地產(chǎn)生噪音授和污染。流很多在偏遠無掃電地區(qū)的通信情電源和民航導痰航設備電源，污因為對電源的磁要求很高，猛都采用混合系病統(tǒng)供電，以求殖達到最好的性爬價比。我國新執(zhí)疆、云南建設尾的很多鄉(xiāng)村光能伏電站就是采錘用稻光糧/雕柴混合系統(tǒng)?？ǎ⒕W(wǎng)混合供糊電系統(tǒng)鼓（深Hybri灘d扯）羽隨著太陽能光鍬伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展繭，出現(xiàn)了可以睛綜合利用太陽潔能光伏陣列、賊市電和備用油透機的并網(wǎng)混合搜供電系統(tǒng)。這必種系統(tǒng)通常是割控制器和逆變編器集成一體化塵，使用電腦芯材片全面控制整閘個系統(tǒng)的運行掌，綜合利用各灶種能源，達到脂最佳的工作狀惰態(tài)，并可以配棋備使用蓄電池饞。進一步提高岸系統(tǒng)的負載供蠶電保障率，例蛛如閥AE舒S鵲的汗SM柔D泄逆變器系統(tǒng)。突該系統(tǒng)可以為華本地負載提供妙合格的電源，勇并可以作為一至個在右線錄UP粥S押（不間斷電源于）工作。它可劣向電網(wǎng)供電，我也可從電網(wǎng)獲跟得電力，是個搏雙向逆捎變?nèi)?督控制器。系統(tǒng)閑工作方式是窮將市電和光伏利電源并行工作浙，對于本地負羨載而言，如果賤太陽電池組件布產(chǎn)生的電能足瞞夠負載使用，取它將直接使用飯?zhí)栯姵亟M件奮產(chǎn)生的電能供識給負載的需求安。如果太陽電洪池組件產(chǎn)生的慚電能超過即時雹負載的需求還兼能將多余的電箱能返回給電網(wǎng)瀉；如果太陽電遙池組件產(chǎn)生的丸電能不夠用，彎則將自動啟用萍市電，使用市月電供給本地負旗載的需求；而相且，當本地負拆載功耗小搖于蔥SM菌D遍逆變器額定市早電容量街的及6服0端％時，市電就降會自動給蓄電文池充電，保證盾蓄電池長期處埋于浮充狀態(tài)；那如果市電產(chǎn)生捕故障，即市電浸停電或者市電搭的供電品質(zhì)不豎合格，系統(tǒng)就辜會自動斷開市惹電，轉成獨立擁工作模式，由籍蓄電池和逆變瓦器提供負載所盞需的交流電能夢。一旦市電恢笛復正常，即電蓬壓和頻率都恢鑼復到正常狀態(tài)劇以內(nèi)，系統(tǒng)就芽會斷開蓄電池排，改為并網(wǎng)模匙式工作，由市苗電供電。有的認并網(wǎng)混合供電妥系統(tǒng)中還可以施將系統(tǒng)監(jiān)控、霜控制和數(shù)據(jù)采仁集功能集成到箏控制芯片中。抵4.3.揭劑太陽能光伏系宇統(tǒng)的特點寫太陽能光伏發(fā)爽電系統(tǒng)自身具園有其獨特的特汽點：無枯竭危險；跡絕對干凈（無氏污染，除蓄電陜池外）；沃不受資源分布援地域的限制；參可在用電處就將近發(fā)電；能源質(zhì)量高；伙使用者從感情巖上容易接受；絡獲取能源花費菜的時間短；碧供電陷系統(tǒng)工作可靠胸。不足之處是：柄照射的能量分怪布密度小；騾獲得的能源與席四季、晝夜及經(jīng)陰晴等氣象條勢件有關；駕造價比較高。旬以上的一些特敗點決定了光伏路發(fā)電供電系統(tǒng)可在應用中有著槽其獨有的優(yōu)勢坡和相關的制約獲。仁4.4.賣餃光伏系統(tǒng)的容丸量設計釋光伏系統(tǒng)的設扒計包括兩個方苗面：乎容量設計銹和良硬件設計令。隱光伏系統(tǒng)容量所設計的主要目秧的就是要計算私出系統(tǒng)在全年地內(nèi)能夠可靠工拍作所需的太陽閃電池組件和蓄徑電池的數(shù)量。染同時要注意協(xié)音調(diào)系統(tǒng)工作的軟最大可靠性和煙系統(tǒng)成本兩者非之間的關系，三在滿足系統(tǒng)工礦作的最大可靠蠅性基礎上盡量煎地減少系統(tǒng)成拼本。光伏系統(tǒng)冬硬件設計的主冬要目的是根據(jù)前實際情況選擇敢合適的硬件設特備包括太陽電填池組件的選型霸，支架設計，紐逆變器的選擇避，電纜的選擇這，控制測量系炮統(tǒng)的設計，防評雷設計和配電腹系統(tǒng)設計等。衣在進行系統(tǒng)設垂計的時候需要里綜合考慮系統(tǒng)州的軟件和硬件亂兩個方面。彎針對不同類型盛的光伏系統(tǒng)，挖軟件設計的內(nèi)醬容也不一樣。游獨立系統(tǒng)，并真網(wǎng)系統(tǒng)和混合充系統(tǒng)的設計方插法和考慮重點稿都會有所不同松。籍在進行光伏系蘆統(tǒng)的設計之前連，需要了解并淹獲取一些進行忙計算和選擇必容需的基本數(shù)據(jù)劉：光伏系統(tǒng)現(xiàn)嶼場的地理位置緒，包括地點、稈緯度、經(jīng)度和港海拔；該地區(qū)悠的氣象資料，韻包括逐月的太燈陽能總輻射量摘、直接輻射量濫以及散射輻射雜量，年平均氣簡溫和最高、最顫低氣溫，最長蛇連續(xù)陰雨天數(shù)趨，最大風速以枕及冰雹、降雪練等特殊氣象情矩況等。邪．獨立光伏系字統(tǒng)軟件設計挺光伏系統(tǒng)軟件捐設計的內(nèi)容包背括負載用電量梨的估算，太陽兄電池組件數(shù)量連和蓄電池容量幸的計算以及太京陽電池組件安秧裝最佳傾角的異計算。因為太們陽電池組件數(shù)幕量和蓄電池容頁量是光伏系統(tǒng)浙軟件設計的關姨鍵部分，所以草本節(jié)將著重講四述計算與選擇環(huán)太陽電池太陽近電池組件和蓄取電池的方法。墓需要說明的一俯點是，在系統(tǒng)袖設計中，并不載是所有的選擇壺都依賴于計算刺。有些時候需戲要設計者自己吹作出判斷和選裁擇。計算的技狠巧很簡單，設棕計者對負載的犁使用效率和恰接當性作出正確釋的判斷才是得筑到一個符合成漏本效益的良好時設計的關鍵。貍1研．設計的基本等原理沸太陽電池組件釣設計的一個主會要原則就是要飯滿足平均天氣陵條件下負載的尊每日用電需求歌；因為天氣條城件有低于和高鴿于平均值的情皮況，所以要保耗證太陽電池組革件和蓄電池在疑天氣條件有別嶼于平均值的情每況下協(xié)調(diào)工作活；蓄電池在數(shù)顏天的惡劣氣候寬條件下，其荷奸電狀態(tài)熊（小SO粱C花）將會降低很俯多。在太陽電宴池組件大小的然設計中不要考內(nèi)慮盡可能快地搬給蓄電池充滿遙電。如果這樣缺，就會導致一羅個很大的太陽軌電池組件，使揭得系統(tǒng)成本過族高；而在一年券中的絕大部分秒時間里太陽電蕩池組件的發(fā)電狐量會遠遠大于煤負載的使用量滲，從而造成太孟陽電池組件不繩必要的浪費；迷蓄電池的主要悔作用是在太陽鞋輻射低于平均析值的情況下給棚負載供電；在濃隨后太陽輻射泰高于平均值的庫天氣情況下，餐太陽電池組件桐就會給蓄電池里充電。伏設計太陽電池協(xié)組件要滿足光吵照最差季節(jié)的瑞需要。在進行奏太陽電池組件棄設計的時候，貫首先要考慮的培問題就是設計冬的太陽電池組堆件輸出要等于束全年負載需求斯的平均值。在薯那種情況下，燒太陽電池組件說將提供負載所早需的所有能量哨。但這也意味項著每年都有將叢近一半的時間葉蓄電池處于虧辛電狀態(tài)。蓄電牲池長時間內(nèi)處禁于虧電狀態(tài)將蕩使得蓄電池的肢極板硫酸鹽化年。而在獨立光巡伏系統(tǒng)中沒有滴備用電源在天甚氣較差的情況簽下給蓄電池進員行再充電，這換樣蓄電池的使拐用壽命和性能鋒將會受到很大崗的影響，整個更系統(tǒng)的運行費愿用也將大幅度孟增加。太陽電勵池組件設計中墾較好的辦法是哈使太陽電池組逮件能滿足光照般最惡劣季節(jié)里駛的負載需要，抬也就是要保證能在光照情況最稻差的情況下蓄泉電池也能夠被崖完全地充滿電昏。這樣蓄電池敗全年都能達到墳全滿狀態(tài)，可寧延長蓄電池的想使用壽命，減彩少維護費用。級如果在全年光洲照最差的季節(jié)悠，光照度大大舞低于平均值，待在這種情況下斑仍然按照最差惑情況考慮設計盞太陽電池組件畫大小，那么所祝設計的太陽電惰池組件在一年唉中的其它時候職就會遠遠超過欺實際所需，而腔且成本高昂。遺這時就可以考胡慮使用帶有備炒用電源的混合映系統(tǒng)。但是對而于很小的系統(tǒng)鹽，安裝混合系路統(tǒng)的成本會很懷高；而在偏遠銹地區(qū)，使用備補用電源的操作摟和維護費用也蜜相當高，所以雖設計獨立光伏薄系統(tǒng)的關鍵就剃是選擇成本效突益最好的方案釀。幟2范．蓄電池設計餡方法逃蓄電池的設計支思想是保證在始太陽光照連續(xù)刊低于平均值的僑情況下負載仍憲可以正常工作忘。我們可以設葛想蓄電池是充泛滿電的，在光減照度低于平均勉值的情況下，叮太陽電池組件匆產(chǎn)生的電能不是能完全填滿由院于負載從蓄電番池中消耗能量標而產(chǎn)生的空缺澡，這樣在第一予天陪結束的時候，吹蓄電池就會處聚于未充滿狀態(tài)埋。如果第二天虛光照度仍然低蘋于平均值，蓄腥電池就仍然要感放電以供給負民載的需要，蓄帽電池的荷電狀窩態(tài)繼續(xù)下降。屑也許接下來的謀第三天第四天付會有同樣的情委況發(fā)生。但是岔為了避免蓄電莊池的損壞，這夢樣的放電過程爐只能夠允許持字續(xù)一定的時間耀，直到蓄電池申的荷電狀態(tài)到怒達指定的危險括值。為了量化顯評估這種太陽廳光照連續(xù)低于座平均值的情況闊，在進行蓄電比池設計時，我技們需要引入一膛個不可缺少的遼參數(shù)：自給天咐數(shù)，即系統(tǒng)在罰沒有任何外來伙能源的情況下旺負載仍能正常欺工作的天數(shù)。紅這個參數(shù)讓系老統(tǒng)設計者能夠背選擇所需使用泰的蓄電池容量恢大小。刷一般來講，自強給天數(shù)的確定狂與兩個因素有成關：負載對電償源的要求程度惜；光伏系統(tǒng)安鋼裝地點的氣象扒條件即最大連唯續(xù)陰雨天數(shù)。蛇通?？梢詫⒐饩矸到y(tǒng)安裝地架點的最大連續(xù)發(fā)陰雨天數(shù)作為后系統(tǒng)設計中使鉆用的自給天數(shù)跳，但還要綜合?？紤]負載對電隨源的要求。對曾于負載對電源羊要求不是很嚴惹格的光伏應用優(yōu)，我們在設計阻中通常取自給茫天數(shù)悅為并3災～苦5曉天。對于負載希要求很嚴格的淚光伏應用系統(tǒng)祖，我們在設計角中通常取自給坐天數(shù)彎為抵7羨～藝1姥4賽天。所謂負載呆要求不嚴格的山系統(tǒng)通常是指卵用戶可以稍微跌調(diào)節(jié)一下負載般需求從而適應暖惡劣天氣帶來蔬的不便，而嚴遠格系統(tǒng)指的是精用電負載比較油重要，例如常妙用于通信，導潔航或者重要的濱健康設施如醫(yī)拌院、診所等。妖此外還要考慮滴光伏系統(tǒng)的安會裝地點，如果饑在很偏遠的地仰區(qū)，必須設計免較大的蓄電池基容量，因為維減護人員要到達平現(xiàn)場需要花費戴很長時間。予光伏系統(tǒng)中使杜用的蓄電池有發(fā)鎳氫、鎳鎘電科池和鉛酸蓄電旬池，但是在較走大的系統(tǒng)中考塔慮到技術成熟榨性和成本等因賊素，通常使用智鉛酸蓄電池。手在下面內(nèi)容中鞏涉及到的蓄電昌池沒有特別說六明指的都是鉛毛酸蓄電池。做蓄電池的設計年包括蓄電池容到量的設計計算符和蓄電池組的題串并聯(lián)設計。娃首先，給出計喊算蓄電池容量記的基本方法。柔（襲1光）基本公式竟第一步，將每欄天負載需要的產(chǎn)用電量乘以根音據(jù)實際情況確牽定的自給天數(shù)扁就可以得到初謝步的蓄電池容洞量。依第二步，將第黑一步得到的蓄務電池容量除以移蓄電池的允許催最大放電深度式。因為不能讓仿蓄電池在自給高天數(shù)中完全放敲電，所以需要科除以最大放電往深度，得到所日需要的蓄電池鐮容量。最大放械電深度的選擇尾需要參考光伏使系統(tǒng)中選擇使綢用的蓄電池的言性能參數(shù)，可罵以從蓄電池供承應商得到詳細拒的有關該蓄電板池最大放電深舅度的資料。通龍常情況下，如機果使用的是深擔循環(huán)型蓄電池格，推薦使蠟用效80限%滋放電深度頓（走DO蘆D刺）；如果使用到的是淺循環(huán)蓄聽電池，推薦選虧用使撲用經(jīng)50%DO槳D映。設計蓄電池臣容量的基本公望式見下：最填宰茂槐自給天熔數(shù)客X辟房日平均負救載躺峽蔑段蓄電池容棗量攻=-產(chǎn)------醫(yī)------煩------氏--蜂來悲（題4.違1你）賽君稼號贈最大放電深學度駛殃頸大昨下面我們介紹印確定蓄電池串向并聯(lián)的方法。題每個蓄電池都版有它的標稱電達壓。為了達到競負載工作的標敏稱電壓，我們睜將蓄電池串聯(lián)臣起來給負載供隆電，需要串聯(lián)隨的蓄電池的個輕數(shù)等于負載的壟標稱電壓除以莫蓄電池的標稱庭電壓。棚濱嗽昆婆負載標稱電阻壓驗夠謎抖究串聯(lián)蓄電池波數(shù)新=-壞------幫------岔-膝滑插職（榨4.練2豎）板局鋤狼忠蓄電池標稱電盛壓俘貴讓騰店為了說明上述礙基本公式的應翠用，我們用一昂個小型的交流茫光伏應用系統(tǒng)埋作為范例。假考設該光伏系統(tǒng)殼交流負載的耗戶電量童為嘗10KWh勒/淚天，如果在該啊光伏系統(tǒng)中，押我們選擇使用粥的逆變器的效點率辮為讀9槳0廁％，輸入電壓哨為擋24歉V衡，那么可得所叢需的直流負載企需求凝為肝462.96絞Ah浸/郵天闊。捎(10000愧Wh÷厘0.9÷稅24V=框462.9愁6Ah貓)教。我們假設這注是一個負載對際電源要求并不愚是很嚴格的系歷統(tǒng)，使用者可確以比較靈活的雪根據(jù)天氣情況溝調(diào)整用電。我餐們選素擇孟5聲天的自給天數(shù)援，并使用深循準環(huán)電池，放電倍深度村為撥8窯0寨％。那么：線蓄電池容量乎＝稅5賄天絲×462.9顫6Ah/0.識8榆＝振2893.5姜1A智h欠。劣如果選顏用加2V/400慈A擊h丹的單體蓄電池擊，那么需要串虛連的電池數(shù)：競監(jiān)勤乏食串聯(lián)蓄電池數(shù)善＝惹24V/2V軌=1偽2求（個）攀需要并聯(lián)的蓄俱電池數(shù)：喉罰拉屋錢并聯(lián)蓄電池數(shù)誕＝劃2893.5裝1/40啟0弄＝壺7.23包我們?nèi)≌麛?shù)農(nóng)為艘8帝。所以該系統(tǒng)成需要使串用昌2V/400斷A慚h誼的蓄電池個數(shù)鼠為任：銜1籃2園串盈聯(lián)食×可8乓并味聯(lián)廢=9質(zhì)6蜂（個）。湯下面是一個純遲直流系統(tǒng)的例吩子：鄉(xiāng)村小屋球的光伏供電系忽統(tǒng)。該小屋只傳是在周末使用泊，可以使用低兇成本的淺循環(huán)搞蓄電池以降低女系統(tǒng)成本。該憑鄉(xiāng)村小屋的負另載們?yōu)榛?0Ah腹/剛天，系統(tǒng)電壓練為放24傭V帖。我們選擇自懼給天數(shù)奧為宜2膽天，蓄電池允虹許的最大放電籮深度把為援5重0塌％，那么：養(yǎng)波謹驕望蓄電池容量且＝惡2隙天肢×90Ah/獻0.扁5畝＝接360A愧h艘。圣如果選每用蛙12V/10染0A去h嶺的蓄電池，那挪么需要該蓄電籍池號2儲串嗓聯(lián)練×虜4固并紀聯(lián)駁=叔8泡個。姜（逼2貍）設計修正惜以上給出的只籌是蓄電池容量席的基本估算方醉法，在實際情柏況中還有很多脊性能參數(shù)會對巾蓄電池容量和獅使用壽命產(chǎn)生慢很大的影響。很為了得到正確宋的蓄電池容量鼠設計，上面的考基本方程必須挽加以修正。盡對于蓄電池，雷蓄電池的容量黎不是一成不變洗的，蓄電池的滋容量與兩個重熊要因素相關：介蓄電池的放電乖率和環(huán)境溫度片。秧首先，我們考隸慮放電率對蓄失電池容量的影再響。蓄電池的撕容量隨著放電筑率的改變而改榴變，隨著放電簡率的降低，蓄久電池的容量會捧相應增加。這門樣就會對我們偉的容量設計產(chǎn)脫生影響。進行面光伏系統(tǒng)設計傷時就要為所設哈計的系統(tǒng)選擇嗓在恰當?shù)姆烹妴事氏碌男铍姵亓湃萘?。通常，蛇生產(chǎn)廠家提供班的是蓄電池額財定容量喇是負1擾0練小時放電率下科的蓄電池容量拖。但是在光伏雖系統(tǒng)中，因為策蓄電池中存儲從的能量主要是般為了自給天數(shù)充中的負載需要睡，蓄電池放電裳率通常較慢，怕光伏供電系統(tǒng)攜中蓄電池典型蔑的放電率弦為嚴10濕0蠢～般20角0挑小時。在設計罵時我們要用到冷在蓄電池技術今中常用的平均敬放電率的概念夫。光伏系統(tǒng)的怖平均放電率公誘式如下：地平均放電經(jīng)率使貴(龜小含時騙)=險柳穿晃泉（鹽4.探3禾）資上式中的負載偵工作時間可以叫用下述方法估叮計：對于只有鈔單個負載的光捷伏系統(tǒng)，負載淺的工作時間就頓是實際負載平賭均每天工作的知小時數(shù)；對于敵有多個不同負藝載的光伏系統(tǒng)當，負載的工作棟時間可以使用帳加權平均負載供工作時間，加水權平均負載工叼作時間的計算忌方法如下：匙加權平均負載賽工作時床間愉=昌開(4.貴4)第根據(jù)上面兩式令就可以計算出蓄光伏系統(tǒng)的實獨際平均放電率輩，根據(jù)蓄電池繭生產(chǎn)商提供的疼該型號電池在觀不同放電速率淹下的蓄電池容像量，就可以對蜂蓄電池的容量境進行修正。洞下面考慮溫度炭對蓄電池容量纖的影響。蓄電稈池的容量會隨繁著蓄電池溫度愛的變化而變化肌，當蓄電池溫透度下降時，蓄當電池的容量會自下降。通常，自鉛酸蓄電池的霧容量是在成25余℃襖時晝標定的。隨著織溫度的降低，婚0郵℃撐時的容量大約汁下降到額定容蝴量毫的汁9州0湯％，而在幟-20睡℃六的時候大約下聰降到額定容量跌的頁8稻0窄％，所以必須撕考慮蓄電池的偉環(huán)境溫度對其眾容量的影響。型如果光伏系統(tǒng)寇安裝地點的氣很溫很低，這就溪意味著按照額城定容量設計的況蓄電池容量在冠該地區(qū)的實際既使用容量會降淋低，也就是無孟法滿足系統(tǒng)負困載的用電需求濫。在實際工作牌的情況下就會婦導致蓄電池的商過放電，減少輔蓄電池的使用持壽命，增加維鋪護成本。這樣戀，設計時需要薪的蓄電池容量們就要比根據(jù)標差準情況（繼2秤5俯℃灶）下蓄電池參析數(shù)計算出來的積容量泰要大，只有選掘擇安裝相對于科2嫁5鳥℃柔時計算容量多輔的容量，才能彎夠保證蓄電池什在溫度低于濤2鐮5罵℃睜的情況下，還劑能完全提供所詠需的能量。涉圖之4鉗－魄9濤兵蓄電池溫度－擊放電率－容量紛曲線甘蓄電池生產(chǎn)商弓一般會提供相撒關的蓄電池溫甘度害-婦容量修正曲線清。在該曲線上信可以查到對應蔥溫度的蓄電池臥容量修正系數(shù)技，除以蓄電池忙容量修正系數(shù)嫂就能對上述的癢蓄電池容量初努步計算結果加惰以修正。上面搬是一個典型的暖溫度－放電率桃－容量變化曲叼線。判因為低溫的影簡響，在蓄電池凡容量設計上還醉必須要考慮的認一個因素就是足修正蓄電池的雪最大放電深度止以防止蓄電池嘗在低溫下凝固童失效，造成蓄類電池的永久損慣壞。鉛酸蓄電膜池中的電解液越在低溫下可能酬會凝固，隨著堅蓄電池的放電顧，蓄電池中不撐斷生成的水稀破釋電解液，導避致蓄電池電解惡液的凝結點不曬斷上升，直到礙純水的載0漂℃嘴。在寒冷的氣自候條件下，如著果蓄電池放電崗過多，隨著電組解液凝結點的稀上升，電解液助就可能凝結，障從而損壞蓄電鹽池。即使系統(tǒng)僑中使用的是深責循環(huán)工業(yè)用蓄湊電池，其最大退的放電深度也銜不要超乎過狠8舌0依％。下圖給出障了一般鉛酸蓄葵電池的最大放叨電深度和蓄電僚池溫度的關系讓，系統(tǒng)設計時?？梢詤⒖荚搱D屢得到所需的調(diào)引整因子。凳圖屯4套－頌10估摟鉛酸蓄電池最升大放電深度－促溫度曲線均在設計時要使稿用光伏系統(tǒng)所擦在地區(qū)的最低做平均溫度，然舌后從上圖或者旁是由蓄電池缺生產(chǎn)商提供的繭最大放電深度怎－蓄電池溫度踢關系圖上找到惹該地區(qū)使用蓄俊電池的最大允炮許放電深度。損通常，只是在董溫度低于零什下壇8嶼度時才考慮進瞞行校正。綁（霞3歌）完整的蓄電酷池容量設計計糠算職考慮到以上所街有的計算修正騾因子，我們可由以得到如下蓄武電池容量的最燃終計算公式。咸蓄電池容械量廈(青@哭指定放電默率腔)濕＝燭毅(4.5)序下面對每個參混數(shù)進行總結分創(chuàng)析：蘇最大允許放電臉深度宰：一般而言，封淺循環(huán)蓄電池滴的最大允許放跑電深度雅為系5即0怕％，而深循環(huán)斑蓄電池的最大巴允許放電深度芹為效8誤0手％。如果在嚴糟寒地區(qū)，就要準考慮到低溫防負凍問題對此進儲行必要的修正嬸。設計時可以余適當?shù)販p小這陣個值擴大蓄電單池的容量，以院延長蓄電池的冤使用壽命。例惑如，如果使用倘深循環(huán)蓄電池裕，進行設計時糠，將使用的蓄禾電池容量最大教可用百分比定根為怎6厚0以％而不海是偽8見0木％，這樣既可仍以提高蓄電池版的使用壽命，誰減少蓄電池系迎統(tǒng)的維護費用訂，同時又對系簽統(tǒng)初始成本不塘會有太大的沖難擊。根據(jù)實際紹情況可對此進親行靈活地處理嚼。筆溫度修正系數(shù)爭：當溫度降低鄭的時候，蓄電填池的容量將會把減少。溫度修透正系數(shù)的作用鄭就是保證安裝帥的蓄電池容量涂要大于按照范2湯5腹℃傅標準情況算出理來的容量值，千從而使得設計諷的蓄電池容量辦能夠滿足實際格負載的用電需燕求。濃指定放電率播：指定放電率班是考慮到慢的窄放電率將會從漠蓄電池得到更杯多的容量。使司用供應商提供脖的數(shù)據(jù)，可以長選擇適于設計悼系統(tǒng)的在指定湊放電率下的合咐適蓄電池容量燃。如果在沒有拴詳細的有關容召量－放電速率李的資料的情況裂下，可以粗略內(nèi)的估計認為，省在慢放電率粒（邊C/10餡0繁到羨C/30蠶0萌）的情況下，能蓄電池的容量顆要比標準狀態(tài)總多伴3猾0餃％。檔下面舉例說明隙上述公式的應混用。建立一套郵光伏供電系統(tǒng)宰給一個地處偏僚遠的通訊基站器供電，該系統(tǒng)沖的負載有兩個電：負載一，工臟作電流兵為萍1攝安培，每天工訪作仆2伴4群小時。負載二輝，工作電流畫為程5喉安培每天工扭作滅1棵2亂小時。該系統(tǒng)盡所處的地點蝴的著2覆4饞小時平均最低購溫度為鉛-20蔽℃扮，系統(tǒng)的自給查時間譽為穗5奴天。使用深循擔環(huán)工業(yè)用蓄電度池（最劃大心DO距D沾為拒8公0伴％）。知因為該光伏系身統(tǒng)所在地區(qū)楚的鴿2進4前小時平均最低莊溫度為取-20禿℃哪，所以必須修苗正蓄電池的最艱大允許放電深賞度。由最大放扔電深度－蓄電莫池溫度的關系形圖我們可以確哲定最大允許放溉電深度洗為脫5陽0胖％。所以，測加權平均負載牙工作時堪間箏=漸盜＝肯6.67h坑rs秩平均放電秩率災=涼＝嚴66.氣7乞小時率僻根據(jù)上頁中的謝典型溫度－放半電率－容量變狐化曲線，與平棉均放電率計算洋數(shù)值最為接近退的放電率括為績5他0跑小時率，的-2邀0師℃押時在該放電率霜下所對應的溫豐度修正系數(shù)氣為奪0.悼7瓶（也可以根據(jù)顆供應商提供的曬性能表進行查君詢）。如果計善算出來的放電溪率在兩個數(shù)據(jù)棵之間，那么選透擇較快的放電滑率（短時間）勒比較保守可靠去。因此蓄電池何容量為：橋蓄電池容量＝遞＝犬1428.5中7Ah邁@妥5艷0第小時放電率郊根據(jù)供應商提忘供的蓄電池參扛數(shù)表，我們可韻以選擇合適的嚇蓄電池進行串型并聯(lián)，構成所閥需的蓄電池組者。者（里4刃）蓄電池組并燕聯(lián)設計打當計算出了所張需的蓄電池的訊容量后，下一蜓步就是要決定扔選擇多少個單刊體蓄電池加以歷并聯(lián)得到所需包的蓄電池容量乳。這樣可以有懶多種選擇，例殊如，如果計算涉出來的蓄電池沃容量切為可500A炮h犯，那么我們可許以選擇一熄個昏500A時h叼的單體蓄電池紀，也可以選擇板兩橋個病250A穴h偽的蓄電池并聯(lián)銳，還可以選披擇且5筐個帝100A蓄h使的蓄電池并聯(lián)筋。從理論上講軌，這些選擇都返可以滿足要求抵，但是在實際碎應用當中，要增盡量減少并聯(lián)詠數(shù)目。也就是擺說最好是選擇浪大容量的蓄電壘池以減少所需剝的并聯(lián)數(shù)目。蝶這樣做的目的蹈就是為了盡量濾減少蓄電池之零間的不平衡所燈造成的影響，膀因為一些并聯(lián)墨的蓄電池在充屠放電的時候可盡能會與之并聯(lián)型的蓄電池不平對衡。并聯(lián)的組男數(shù)越多，發(fā)生打蓄電池不平衡狐的可能性就越鮮大。一般來講籃，建議并聯(lián)的威數(shù)目不要超醫(yī)過癥4剛組。齡目前，很多光捆伏系統(tǒng)采用的或是兩組并聯(lián)模渠式。這樣，如特果有一組蓄電兆池出現(xiàn)故障，西不能正常工作裹，就可以將該綁組蓄電池斷開式進行維修，而博使用另外一組巷正常的蓄電池抖，雖然電流有叨所下降，但系抽統(tǒng)還能保持在鑼標稱電壓正常鹿工作。總之，允蓄電池組的并藍聯(lián)設計需要考緣慮不同的實際團情況，根據(jù)不求同的需要作出析不同的選擇。撕3冊．光伏組件方孝陣設計仇（夸1躍）基本公式油在前面的章節(jié)此中，我們講述膀了光伏供電系暫統(tǒng)中蓄電池的此設計方法。下炕面我們將講述拒如何設計太陽悼電池組件的大祝小。太陽電池顫組件設計的基忌本思想就是滿驚足年平均日負割載的用電需求鴨。計算太陽電尚池組件的基本蔽方法是用負載宿平均每天所需膜要的能量（安敗時斑數(shù)）除以一塊腳太陽電池組件綁在一天中可以俗產(chǎn)生的能量（貍安時數(shù)），這漆樣就可以算出百系統(tǒng)需要并聯(lián)削的太陽電池組懶件數(shù)，使用這筆些組件并聯(lián)就濁可以產(chǎn)生系統(tǒng)侍負載所需要的班電流。將系統(tǒng)潛的標稱電壓除肉以太陽電池組板件的標稱電壓點，就可以得到步太陽電池組件雨需要串聯(lián)的太雄陽電池組件數(shù)遷，使用這些太嫁陽電池組件串馬聯(lián)就可以產(chǎn)生謹系統(tǒng)負載所需芬要的電壓?；薇居嬎愎饺巛d下：年并聯(lián)的組件數(shù)餓量碧＝襪腳取素嫂（附4.賊6忙）位串聯(lián)組件數(shù)折量奉商＝圣招唇楚悲劣（啟4.態(tài)7夠）揭（碎2瞧）光伏組件方迫陣設計的修正母太陽電池組件饅的輸出，會受精到一些外在因頌素的影響而降桃低，根據(jù)上述江基本公式計算申出的太陽電池隊組件，在實際伍情況下通常不恢能滿足光伏系剛統(tǒng)的用電需求固，為了得到更常加正確的結果同，有必要對上翻述基本公式進扒行修正。積將太陽電池組古件輸出降藥低媽1希0帆％揪在實際情況工諸作下，太陽電罵池組件的輸出茄會受到外在環(huán)包境的影響而降撤低。泥土，灰銀塵的覆蓋和組標件性能的慢慢盛衰變都會降低波太陽電池組件棕的輸出。通常司的做法就是在召計算的時候減務少太陽電池組乳件的輸幅出鉤1添0炕％來解決上述葵的不可預知和湊不可量化的因霜素。我們可以屠將這看成是光尋伏系統(tǒng)設計時稈需要考慮的工草程上的安全系骨數(shù)。又因為光榨伏供電系統(tǒng)的緊運行還依賴于蝶天氣狀砍況獲,省所以有必要對仇這些因素進行服評估和技術估照計，因此設計展上留有一定的五余量將使得系恩統(tǒng)可以年復一婦年地長期正常冷使用。槍將負載增懇加寺1鉗0乘％以應付蓄電女池的庫侖效率拒在蓄電池的充寶放電過程中，點鉛酸蓄電池會和電解水，產(chǎn)生耐氣體逸出，這傍也就是說著太射陽電池組件產(chǎn)景生的電流中將爺有一部分不能犁轉化儲存起來走而是耗散掉。仔所以可以認為梨必須有一小部水分電流用來補齒償損失，我們恨用蓄電池的庫纖侖效率來評估尖這種電流損失每。不同的蓄電六池其庫侖效率晶不同，通?？渗Q以認為膊有沉5選～輸1恒0蒸％的損失，所喊以保守設計中俗有必要將太陽錘電池組件的功叼率增襲加巾1滿0聾％以抵消蓄電狼池的耗散損失門。批(哲3)筆完整的太陽電銅池組件設計計董算刺考慮到上述因飛素，必須修正吃簡單的太陽電蝕池組件設計公循式考,沫將每天的負載停除以蓄電池的還庫侖效率，這露樣就增加了每苦天的負載，實會際上給出了太鑒陽電池組件需鉆要負擔的真啟正負載；將衰禁減因子乘以太斬陽電池組件的仔日輸出，這樣稍就考慮了環(huán)境迅因素和組件自性身衰減造成的功太陽電池組件稅日輸出的減少嗚，給出了一個仗在實際情況下咱太陽電池組件旬輸出的保守估租計值。綜合考晶慮以上因素，連可以得到下面回的計算公式。痕并聯(lián)的組件數(shù)需量立＝盯民周（驟4.捕8旁）撲的繞肚串聯(lián)組件數(shù)量沫＝姻（瞧4.愿9艙）稠利用上述公式沾進行太陽電池漁組件的設計計寧算時，還要注哪意以下一些問虎題：勻考慮季節(jié)變化麥對光伏系統(tǒng)輸軋出的影響，逐虧月進行設計計回算禽對于全年負載轎不變的情況，竿太陽電池組件擊的設計計算是街基于輻照最低君的月份。如果胡負載的工作情亞況是變化的，耍即每個月份的銀負載對電力的面需求是不一樣愚的，那么在設怎計時采取的最何好方法就是按勁照不同的季節(jié)權或者每個月份扮分別來進行計缸算，計算出的石最大太陽電池績組件數(shù)目就為拔所求。通常在灰夏季、春季和顯秋季，太陽電概池組件的電能鐵輸出相對較多襯，而冬季相對宏較少，但是負毫載的需求也可尊能在夏季比較陪的大，所以在粒這種情況下只羞是用年平均或槳者某一個月份闊進行設計計算諷是不準確的，堡因為為了滿足月每個月份負載左需求而需要的雹太陽電池組件意數(shù)是不同的，后那么就必須按永照每個月所需還要的負載算出讓該月所必須的華太陽電池組件漠。其中的最大兩值就是一年中洽所需要的太陽遇電池組件數(shù)目挖。例如，可能拾你計算出你在絞冬季需要的太而陽電池組件數(shù)現(xiàn)是教1之0沸塊，但是在夏客季可能只需列要掘5諷塊，但是為了俯保證系統(tǒng)全年醫(yī)的正常運行，晨就不得不安裝御較大數(shù)量的太拿陽電池組件搜即臉1晴0半塊組件來滿足挽全年的負載的窄需要。揪根據(jù)太陽電池禽組件電池片的矩串聯(lián)數(shù)量選擇排合適的太陽電攤池組件武太陽電池組件罪的日輸出與太刮陽電池組件中突電池片的串聯(lián)眠數(shù)量有關。太鷹陽電池在光照況下的電壓會隨匙著溫度的升高遠而降低，從而犬導致太陽電池衣組件的電壓會維隨著溫度的升構高而降低。根竭據(jù)這一物理現(xiàn)狹象，太陽電池愿組件生產(chǎn)商根搬據(jù)太陽電池組徑件工作的不同番氣候條件，設河計了不用的組賞件閃：漿3靈6宋片串聯(lián)組件奧與縣3末3值片串聯(lián)組件。符3粥6初片太陽電池組斷件主要適用于鼓高溫環(huán)境應用薯，儲3兆6黑片太陽電池組腳件的串聯(lián)設計來使得太陽電池售組件即使在高下溫環(huán)境下也可撿以拘在束Im溫p荒附近工作。通塔常，使用的蓄棟電池系統(tǒng)電壓曬為舅12愚V刪，伍3凳6降片串聯(lián)就意味最著在標準條件掌（苗2延5獎℃克）下太陽電池牧組件隔的橫Vm尸p次為袖17釀V希，大大高于充淚電所需油的甜12否V擇電壓。當這些蘋太陽電池組件確在高溫下工作逮時，由于高溫饅太陽電慚池組件的損失投電壓約吹為廚2暮V駱，這量樣駁Vm裳p瘋為微15兄V挽，即使在最熱壇的氣候條件下項也足夠可以給界各種類型的蓄倉電池充電。采杯用羅3歸6似片串聯(lián)的太陽框電池組件最好弱是應用在炎熱己地區(qū)，也可以助使用在安裝了怨峰值功率跟蹤揮設備的系統(tǒng)中祥，這樣可以最桐大限度的發(fā)揮帥太陽電池組件歪的潛力。呀3退3土片串聯(lián)的太陽稿電池組件適宜情于在溫和氣候尺環(huán)境下使佛用排3裹3釋片串聯(lián)就意味考著在標準條件摧（隨2虎5筒℃辮）下太陽電池窯組件即的障Vm霞p急為遙16爹V柳，稍高于充電分所需闖的墊12均V獎電壓。當這些京太陽電池組件唐在儲40千-4鳴5忘℃毀下工作時，由卵于高溫導致太晝陽電池組件損債失電壓約扯為巖1外V宜，這備樣牙Vm滔p鳳為爺15太V磨，也足夠可以襯給各種類型的仗蓄電池充電。柄但如果在非?；@熱的氣候條件艙下工作，太陽總電池組件電壓紹就會降低更多凍。如果到獅5嶺0龜℃爹或者更高，電辜壓會降低妻到扯14網(wǎng)V程或者以下，就毯會發(fā)生電流輸?shù)鄢鼋档?。這樣窗對太陽電池組摩件沒有害處，爺?shù)钱a(chǎn)生的電服流就不夠理想岸，所箭以列3誠3以片串聯(lián)的太陽庸電池組件最好勇用在溫和氣候誤條件下。巷使用峰值小時疾數(shù)的方法估算懂太陽電池組件皂的輸出薦因為太陽電池云組件的輸出是唇在標準狀態(tài)下凱標定的，但在小實際使用中，冤日照條件以及轉太陽電池組件派的環(huán)境條件是武不可能與標準旅狀態(tài)完全相同規(guī)，因此有必要農(nóng)找出一種可以棉利用太陽電池道組件額定輸出片和氣象數(shù)據(jù)來膜估算實際情況舉下太陽電池組磨件輸出的方法宣，我們可以使京用峰值小時數(shù)悠的方法估算太惜陽電池組件的傭日輸出。該方尸法是將實際的歌傾斜面上的太酬陽輻射轉換成溪等同的利用標嗚準太陽輻甜射址1000W惜/m賀2叨照射的小時數(shù)爬。將該小時數(shù)褲乘以太陽電池線組件的峰值輸盛出就可以估算硬出太陽電池組騰件每天輸出的信安時數(shù)。太陽督電池組件的輸掌出為峰值小時港數(shù)趣×夕峰值功率。例瀉如：如果一個踢月的平均輻射叢為德5.0kWh崖/逆m緒2疤，可以將其寫乖成練5.0ho宏urs×南1000W/懷m豈2煤，兆而抓1000W坡/m曲2栗正好也就是用撥來標定太陽電哨池組件功率的蓋標準輻射量，舞那么平均輻射下為疾5.0kWh扒/m望2辦就基本等同于綢太陽電池組件吸在標準輻射下長照笛射陳5.扒0繩小時。這當然去不是實際情況背，但是可以用長來簡化計算。呼因板為愁1000W/職m幼2越是生產(chǎn)商用來經(jīng)標定太陽電池構組件功率的輻攜射量，所以在脂該輻射情況下繪的組件輸出數(shù)逢值可以很容易嫩從生產(chǎn)商處得睡到。為了計算宴太陽電池組件現(xiàn)每天產(chǎn)生的安胃時數(shù)，可以使敏用峰值小仰時細×惕太陽電池組件像的句Im炎p計。例如，假設退在某個地區(qū)傾尺角微為爹30丈送度的斜面上按豬月平均每天的編輻射量妥為衛(wèi)5.0kWh員/m旅2帥，可以將其寫標成嘆5.0ho奏urs×肥1000W/瞎m滑2砌。對于一個典儲型救的冊75啊W裹太陽電池組件左，汽Im踐p抹為驅4.4Amp迫s核，就可得出每首天發(fā)電的安時塔數(shù)捐為塌5.0×4.雹4Amps彩=22.0毯Ah厘/專天。們使用峰值小時那方法存在一些銀缺點，因為在嚼峰值小時方法玩中做了一些簡丸化，導致估艘算結果和實際忘情況有一定的鳳偏差。棚首先，太陽電按池組件輸出的捉溫度效應在該賽方法中被忽略杏。在計算中對躺太陽電池組件稍的儲Im憐p縫要進行補償。悉因為在工作的脅時候，蓄電池相兩端的電壓通型常是稍微低高于街Vm臺p乎，這樣太陽電累池組件輸出電愚流就會稍微高柱于杠Im稻p抽，使雪用營Im座p擇作為太陽電池敲組件的輸出就芽會比較保守。毅這樣，溫度效恐應對于由較少遼的電池片串聯(lián)袍的太陽電池組即件輸出的影響辰就比對由較多孟的電池片串聯(lián)娃的太陽電池組墓件的輸出影響杜要大。所以峰譽值小時方法對交于滔3寧6連片串聯(lián)的太陽韻電池組件比較斃準確，對丸于昏3援3男片串聯(lián)的太陽聚電池組件則較稿差，特別是在畏高溫環(huán)境下。軋對于所有的太由陽電池組件，教在寒冷氣候的嚼預計會更加準香確。凝其次，在峰值甩小時方法中，同利用了氣象數(shù)拉據(jù)中測量的總胖的太陽輻射，氏將其轉換為峰按值小時。實際怨上，在每天的滲清晨和黃昏，緒有一段時間因要為輻射很低，娛太陽電池組件瘡產(chǎn)生的電壓太奴小而無法供給策負載使用或者孔給蓄電池充電搏，這就將會導盒致估算偏大。違通常，這一點楚造成的誤差不哭是很大，但對錢于由較少電池玻片串聯(lián)的太陽堪電池組件的影差響比較大。所巨以偏對冤3蟲6弊片串聯(lián)的太陽尋電池組件每天灘輸出的估算就貨比較準確，而勸對窗于王3撞3乳片串聯(lián)的太陽凱電池組件的估瀉算則較差。堂再次，在利用客峰值小時方法夠進行太陽電池戒組件輸出估算躲時默認了一個灑假設，即假設資太陽電池組件好的輸出和光照蜘完全成線性關強系，并假設所毅有的太陽電池盾組件都會同樣戰(zhàn)地把太陽輻射項轉化為電能。落但實際上不是犯這樣的，這種液使用峰值小時維數(shù)乘以電流峰鋪值的方法有時迅候會過高地估嬌算某些太陽電雙池組件的輸出損。脆不過，總的來棗說，在已知本倒地傾斜斜面上陰太陽能輻射數(shù)聞?chuàng)那闆r下，屑峰值小時估計坊方法是一種對戀太陽電池組件旬輸出進行快速經(jīng)估算很有效的擋方法。詞下面舉例說明倉如何使用上述炮方法計算光伏潤供電系統(tǒng)需要蜓的太陽電池組尤件數(shù)。鑄一個偏遠地區(qū)銀建設的光伏供此電系統(tǒng)，該系夏統(tǒng)使用直流負咬載，負載出為祖24鞏V牌，述400Ah份/瑞天。該地區(qū)最旱低的光照輻射私是一月份，如降果采養(yǎng)用樸3逢0騎度的傾角，斜奴面上的平均日呼太陽輻射車為嗚3.0kW傻h/m何2最，也就是相當零于編3美個標準峰值小調(diào)時。對于一個棋典型每的鐮75更W粘太陽電池組件弓，每天的輸出功為：城組件日輸灌出欣=3.南0咐峰值小爐時浮×4.臘4副安顏培狗=13.2冰Ah巷/皆天摸假設蓄電池的括庫侖效率甩為師90攀%哈，太陽電池組辱件的輸出衰減冠為企1房0博％。根據(jù)上述穿公式，陳并聯(lián)組件數(shù)量券=紋＝隨=37.4案串聯(lián)組件數(shù)量醬＝花＝恢深冤=2碼根據(jù)以上計算才數(shù)據(jù)，可以選掀擇并聯(lián)組件數(shù)焦量箱為躍3牲8慌，串聯(lián)組件數(shù)喚量啊為就2仿，所需的太陽堅電池組件數(shù)為橋：瘋總的太陽電池識組件皮數(shù)蕉=叮2驅串冒×3者8鞏并監(jiān)=7錄6巧塊累4菜．蓄電池和光斥伏組件方陣設滿計的校核酒我們有必要對乒光伏組件方陣錯和蓄電池的設蹈計計算進行校做核，以進一步上了解系統(tǒng)運行沖中可能出現(xiàn)的米情況，保證光錯伏組件方陣的誦設計和蓄電池擱的設計可以協(xié)富調(diào)工作。遲校核蓄電池平償均每天的放電中深度，保證蓄響電池不會過放服電。牢計算公式如下追，但是如果自果給天數(shù)很大，話那么實際的每辟天寶DO嗎D郵可能相當小，圍不需要進行校怕核計算。洪蓄電池日放電勿深度＝腥優(yōu)鞏夸父＝考蠢喝（混4.1野0兄）燥如果詠一個光伏系統(tǒng)昏使用攝了性4000A名h粱江的深循環(huán)蓄電蝶池，每天的負簽載掉為送500A機h碗，那么平均每承天驕的挑DO嫂D炭校核計算如下?lián)專旱?00Ah/旦4000A輕h械＝涌0.125<抹0.趙8列。所以該系統(tǒng)鑼中蓄電池不會宗過放電。國校核光伏組件我方陣對蓄電池慶組的最大充電檔率束另外一個校核夢計算就是校核柿設計光伏組件與方陣給蓄電池貴的充電率。在黨太陽輻射處于小峰值時，光伏劉組件方陣對于副蓄電池的充電項率不能太大，國否則會損害蓄煤電池。蓄電池坊生產(chǎn)商將提供碰指定型號蓄電震池的最大充電薯率，計算值必饞須小于該最大鵝充電率。下面戚給出了最大的閃充電率的校核砌公式，用總的床蓄電池容量除含以總的峰值電港流即可。最大充電率＝片＝爆代討阻（鎖4.1謹1坐）您下面舉例說明敘，醬光伏供電系統(tǒng)陰使用異了仍75逝W版太陽電池組齒件敬5荷0熱塊?。ɡ?櫻5段并哀聯(lián)瞞×貝2楊串聯(lián)），工作穗電隊壓盟24闊V不，配炎備團4000A宏h秧選的蓄電池。最勞大充電率為：搜最大充電辯率欺=400陡0Ah/25吃×4.4(7渠5泄W蹦組件峰值電饞流蝶)=24錫hours步將計算值和蓄至電池生產(chǎn)商提繭供的該設計選歪用型號蓄電池誕的最大充電率療進行比較，如挺果計算值較小旺，則設計安全縱，光伏組件方股陣對蓄電池的武充電不會損壞婦蓄電池；如果要計算值較大，盼則設計不合格撐，需要重新進啊行設計。形．計算斜面上匯的太陽輻射并做選擇最佳傾角謠在光伏供電系發(fā)統(tǒng)的設計中，滾光伏組件方陣淺的放置形式和多放置角度對光剩伏系統(tǒng)接收到慮的太陽輻射有內(nèi)很大的影響，奴從而影響到光賭伏供電系統(tǒng)的宿發(fā)電能力。光尼伏組件方陣的箭放置形式有固扶定安裝式和自狀動跟蹤式兩種寫形式，其中自畫動跟蹤裝置包乖括單軸跟蹤裝歉置和雙軸跟蹤羨裝置?；峙c光伏組件方暈陣放置相關的凍有下列兩個角剛度參量：太陽桂電池組件傾角??；太陽電池組鍵件方位角。章太陽電池組件凍的傾角是太陽涉電池組件平面禽與水平地面的縣夾角。光伏組苦件方陣的方位孩角是方陣的垂綁直面與正南方狀向的夾角（向賢東偏設定為負翼角度，向西偏闖設定為正角度購）。一般在北賄半球，太陽電束池組件朝向正游南（即方陣垂豈直面與正南的撈夾角按為組0盾°近）時，太陽電宣池組件的發(fā)電敗量是最大的。江對于固定式光羨伏系統(tǒng)，一旦偽安裝完成，太炮陽電池組件傾皂角和太陽電池銀組件方位角就符無法改變。而昂安裝了跟蹤裝撤置的太陽能光鴨伏供電系統(tǒng)，云光伏組件方陣派可以隨著太陽炸的運行而跟蹤鼓移動，使太陽膏電池組件一直洋朝向太陽，增蛛加了光伏組件寨方陣接受的太贈陽輻射量。但拼是目前太陽能戰(zhàn)光伏供電系統(tǒng)袍中使用跟蹤裝供置的相對較少員，因為跟蹤裝疏置比較復雜，建初始成本和維疏護成本較高，粘安裝跟蹤裝置逃獲得額外的太刊陽能輻射產(chǎn)生折的效益無法抵尚消安裝該系統(tǒng)女所需要的成本拌。所以下面主伶要講述采用固恩定安裝的光伏或系統(tǒng)。早固定安裝的光拾伏系統(tǒng)涉及到蓄兩個重要的方穿面，即如何選飛擇最佳傾角以響及如何計算斜有面上的太陽輻呈射。呆地面應用的獨葉立光伏發(fā)電系贈統(tǒng)，光伏組件杏方陣平面要朝摔向赤道，相對狠地平面有一定瑞傾角。傾角不畝同，各個月份日方陣面接收到外的太陽輻射量棉差別很大。因適此，確定方陣糟的最佳傾角是番光伏發(fā)電系統(tǒng)票設計中不可缺功少的重要環(huán)節(jié)熟。目前有的觀曾點認為方陣傾親角等于當?shù)鼐暜嫸葹樽罴?。這扇樣做的結果，椅夏天太陽電池輔組件發(fā)電量往肢往過盈而造成領浪費，悉冬天時發(fā)電量勞又往往不足而外使蓄電池處于教欠充電狀態(tài)，素所以這不一定渴是最好的選擇陽。也有的觀點透認為所取方陣命傾角應使全年她輻射量最弱的聾月份能得到最羊大的太陽輻射芝量為好，推薦描方陣傾角在當宗地緯度的基礎州上再增書加退1燈5座度扭到發(fā)2聯(lián)0及度。國外有的詳設計手冊也提圈出，設計月份降應以輻射量最鄭小網(wǎng)的燭1指2落月休(鳴在北半逐球魄)岡或或6檔月間(詳在南半籠球半)桌作為依據(jù)。其唱實，這種觀點鑰也不一定妥當桑，這樣往往會私使夏季獲得的蜻輻射量過少，香從而導致方陣玩全年得到的太花陽輻射量偏小螞。同時，最佳客傾角的概念，叫在不同的應用抹中是不一樣的乒，在獨立光伏有發(fā)電系統(tǒng)專中吸,臺由于受到蓄電傾池荷電狀態(tài)等取因素的限制，炭要綜合考慮光踐伏組件方陣平泊面上太陽輻射劇量的連續(xù)性、鑄均勻性和極大漆性，而對于并槍網(wǎng)光伏發(fā)電系驗統(tǒng)等通常總是依要求在全年中欺得到最大的太讀陽輻射量。下次面將介紹對于納獨立光伏系統(tǒng)細，如何選擇最遮佳傾角。香在討論最佳傾筐角的選擇方法償之前，先介紹困利用水平面上淚太陽輻射計算澆斜面上太陽輻盜射的方法。因怕為我們需要使執(zhí)用的太陽輻射飼數(shù)據(jù)是傾斜面彼上的太陽輻射虧數(shù)據(jù)，而通常對我們能夠得到仰的原始氣象數(shù)騙據(jù)是水平面上數(shù)的太陽輻射數(shù)粥據(jù)。當太陽電廢池組件傾斜放越置時，原始氣罰象數(shù)據(jù)就不能嗚代表斜面上的促實際輻射，所兔以必須要測量神斜面上的輻射蔽數(shù)據(jù)或者采用竟數(shù)學方法對原曲始的水平面上烈的氣象數(shù)據(jù)進紅行修正以得到恰斜面上所需的谷輻射數(shù)據(jù)。抹1幅．將水平面上郊的太陽輻射數(shù)恢據(jù)轉化成斜面俯上太陽輻射數(shù)潑據(jù)感確定朝向赤道富傾斜面上的太萬陽輻射量，通蓮常采闊用袖Klei取n透提出的計算方鵲法：傾斜面上輩的太陽輻射總宗量跨H感t且由直接太陽輻幕射節(jié)量刊H值bt丈、天空散射輻錯射妥量稱H洗dt警和地面反射輻黨射飲量棉H苗rt懲三部分所組成否：屆H惜t立＝縣H首bt伴＋考H錫dt過＋晶H頭rt抓棚碼敵耽（斤4.1于2芳）氣對于確定的地箱點，知道全年罩各月水平面上仁的平均太陽輻悼射資夢料辮(叉總輻射量、直揮接輻射量或散絲射輻射士量約)金后，便可以算前出不同傾角的腫斜面上全年各閥月的平均太陽陪輻射量。下面室介紹相關公式娃和計算模型。夾計算直接太陽蘇輻射烏量悄H蝦bt嬌引入?yún)輸?shù)沃R桐b曾，脖R居b賭為傾斜面上直齒接輻射章量摧H沙bt目與水平面續(xù)上想H龍b脫直接輻射量之茫比，扭R版b污＝師散燙冬(椒4.13)括上述公式中傾聚斜面與水平面捧上直接輻射量思之梯比社R玉b忘的表達式如下煩：核春壘岡競瓶短像濟朗(4.1畢4)舌芝羅悉早陳頭綠宏配抖繁阿券賤孤油沫宇得梯如擺拳借包淡上式中釣，謠s棒為太陽電池組曉件傾角亮，涂δ丑為太陽赤緯賀，介h脖s忘為水平面上日解落時角踩，劃h鵝s歌’湯為傾斜面上日讓落時角布，東L辨是光伏供電系郵統(tǒng)的當?shù)鼐暥戎?。太陽赤聰緯落δ望的計算可參見速公式歉（?.株1燦）。兆水平面上日落呼時角蛇h阻s脊的表達式如下除：速價纏周寶（趣4.1沾5第）哭傾斜面上日落塑時角溫h夠s倦’葵的表達式如下歪：遣嫂惱（綁4.1阿6客）構對于天空散射碌采撞用屋Ha刷y資模型勇。雖Ha賠y型模型認為傾斜美面上天空散射極輻射量是由太錘陽光盤的輻射數(shù)量和其余天空全穹頂均勻分布次的散射輻射量抗兩部分組成，端可表達為：膜H不dt重＝困H塔d污[森R牢b怨＋企0.5(淡1莖－乞)(光1豎＋久cos(s)文)]辨商農(nóng)（削4.1享7列）媽式炭中添H河b蕩和單H抗d珍分別為水平面慮上直接和散射文輻射量顯。諷H朵o貞為大氣層外水膨平面上太陽輻云射量，其計算刊公式如下：匯獎仗（波4.1簽8發(fā)）儲式錦中愧I績sc殺為太陽常數(shù)，油可以輕取司I謙sc倡＝充136幟7站瓦輪/爪米縱2尺。辦對于地面反射超輻射送量滿H澤rt儀，其公式如下嚼：集H宗rt黃＝湖0.5屬ρ亞H(港1弊－裳cos(s)誦)慨債特百泰（堂4.1長9毀）藏上式竊中洞H壽為水平面上總匯輻射量灌，怪ρ撲為地物表面反李射率。一般情凱況下，地面反欲射輻射量很小哲，只蠢占螺H究t質(zhì)的百分之幾。值這樣，求傾斜賓面上太陽輻射蚊量的公式可改厚為：茂H遺t區(qū)＝蘇H命b尖R沈b肥＋犁H挑d竄[戲R穿b溪＋她0.5(雕1牽－催)(石1畏＋因cos(s)甲)]躁卷＋似0.5器ρ禍H(小1富－困cos(s)蓄)脆（重4.2楊0骨）螞根據(jù)上面的計昂算公式就可以毀將水平面上的招太陽輻射數(shù)據(jù)劃轉化成斜面上固太陽輻射數(shù)據(jù)跌，基本的計算光步驟如下：誓確定所需的傾功角念s耳和系統(tǒng)所在地禮的緯監(jiān)度員L瓜。萄找到按月平均根的水平面上的定太陽能輻射資授料奪H恐。滲確定每個月中笨有代表性的一驗天的水平面上丈日落時間惕角階h侄s精和傾斜面上的烈日落時間秤角悠h茶s派’宗，這兩個幾何雁參量只和緯度災和日期有關?？哟_定地球外的寸水平面上的太逗陽輻射，也就松是大氣層外的助太陽輻霉射薦H建o謠，該參量取決他于地球繞太陽邪運行的軌道?；挠嬎銉A斜面與漁水平面上直接采輻射量之奮比令R鏈b杜。唐計算直接太陽紹輻射賞量鴿H鹽bt敘。依計算天空散射墻輻射塊量環(huán)H信dt零。畫確定地物表面時反射似率捐ρ破，計算地面反嚼射輻射普量陣H魚rt徑。疲將直接太陽輻蔬射院量紅H害bt轟、天空散射輻元射早量旬H院dt萬和地面反射輻傲射區(qū)量窩H雁rt徑相加得到太陽順輻射總挪量播H且t祖。艦2壞．獨立光伏系姑統(tǒng)最佳傾角的習確定令對于負載負荷導均勻或近似均冒衡的獨立光伏銀系統(tǒng)，太陽輻鉤射均勻性對光劣伏發(fā)電系統(tǒng)的瞧影響很大，對隔其進行量化處拳理是很有必要藝的。為此，可向以引入一個量扶化參數(shù)，即輻蓮射累積偏稍差謀δ犯，其數(shù)學表達贊式為岡：焰秩δ稈＝腐浙鋤勾（抓4.2痛1佳）狠式周中膚H倍t語β陜是傾角要為泰β故的斜面上各月社平均太陽輻射旁量，巖t勾β太是該斜面上年新平均太陽輻射坦量晨，渾M(i計)墾是紗第但i歲月的天數(shù)。可姑見辣，運δ峽的大小直接反撕映了全年輻射付的均勻性顆，館δ溪愈小輻射均勻光性愈好。按照界負載負荷均勻價或近似均衡的出獨立光伏系統(tǒng)警的要求，理想侮情況當然是選砍擇某個傾角使酷得毅t政β番為最大值按、爺δ繳為最小值。但秘實際情況是，景二者所對應的遍傾角有一定的茄間隔，因此選腔擇太陽電池組向件的傾角時，醫(yī)只考慮未t允β陷最大值皇或往δ刑取最小值必然山會有片面性，礦應當在二者所限對應的傾角之萬間進行優(yōu)選。飯為此，需要定淹義一個新的量筑來描述傾斜面奮上太陽輻射的袍綜合特性，稱猾其為斜面輻射庸系數(shù)，涉以前K雀表示，其數(shù)學災表示式為：煤呆譽經(jīng)（槍4.2嗽2橋）孟為水平面上的而年平均太陽輻搶射量。由于通t晶β貌和楚δ衫都與太陽電池厭組件的傾角有絕關，詞所以淋當勿K爐取極大值時，紐應當有袍巴炭姜皆（春4.2兵3植）魔求解上式．即溪可求得最佳傾紐角。下表為利煩用上述方法，籠采用計算機進躁行計算，取步滅長喂為閃1偶度，計算出來頌我國部分城市彩對于負載負荷滲均勻或近似均騎衡的獨立光伏幣系統(tǒng)的最佳傾紐角。創(chuàng)表嶄4饞－值1艷幣我國部分主要終城市的斜面最觸佳輻射傾角死城市攜緯度（己φ梯）掌最佳傾角摘哈爾濱盈45.68儲φ村＋鞭3柜長符道腫春芬43.90丹φ蜓＋吉1睜沈鮮陪菊陽絞41.77淋φ項＋晝1祖北爺容秋京帽39.80看φ憲＋釀4蘇天妹間辨津柜39.10驕φ習＋班5匯呼和浩特牙40.78滅φ俗＋慣3港太就屢盜原刻37.78鋒φ深＋劇5經(jīng)烏魯木齊存43.78風φ寶＋殃12據(jù)西舒糧誕寧已36.75劫φ沉＋戰(zhàn)1載蘭夢撒明州笛36.05和φ潤＋共8寨銀蛙灑鴨川調(diào)38.48廁φ傍＋隱2晶西郵炕移安堆34.30箱φ嶼＋扁14掃上團汪傲海蓋31.17閑φ弓＋房3溪南往編撫京在32.00襖φ教＋你5喚合灣掛白肥課31.85賓φ爸＋畏9秧杭嘴虹占州坊30.23策φ冠＋秋3艱南謊痕喇昌糕28.67羊φ貍＋洪2懲福獵亭哀州徑26.08茫φ技＋酷4曠濟瞇常偷南崖36.68畫φ證＋誤6低鄭乏貼塞州拾34.72袋φ勸＋炒7刻武漢素妙漢胞30.63給φ珠＋告7豈長嘆酒鋒沙婆28.20伐φ棄＋耕6疫廣新音返州暫23.13員φ蘭－即7復海前怪垮口哪20.03召φ粗＋稈12答南餃夕標寧篩22.82耍φ撕＋等5孔成封劣死都樹30.67畫φ殊＋劣2蜘貴爆躲級陽勉26.58小φ膜＋突8乎昆黎搞砌明夠25.02掛φ業(yè)－節(jié)8盜拉梳蹄境薩勿29.70南φ壟－皆8優(yōu)混合光伏系統(tǒng)欣設計誕混合光伏系統(tǒng)抖中除了使用太晃陽能外還有多瓣種能量來源，饞常見的能源方尖式有：風力，悲柴油發(fā)電機，油生物質(zhì)能等。箏混合光伏系統(tǒng)濃在使用光伏發(fā)輔電的基礎上還族要綜合利用這著些能源給負載釘供電。常見的性兩種混合光伏售系統(tǒng)是風光互幫補供電系統(tǒng)和蠢光伏油機混合旦系統(tǒng)邁。黃我們首先討論頸風光互補供電薄系統(tǒng)。在很多頌地區(qū)太陽能和蒙風能具有一定絞的互補性，例盤如青藏高原每劇年爸的鎮(zhèn)4-蔬9尼月太陽能輻射道值最高，而風紫力資源最豐富肅的月份在當年吼的藝1占0研月到次年婦的熱4墻月，為太陽能歪風能互補發(fā)電橋系統(tǒng)的應用提味供了良好的基購礎。而且由于半風光互補的特離性使得對于獨鋼立光伏系統(tǒng)中蠶必須考慮連續(xù)和陰雨天或者獨唇立的風力發(fā)電英系統(tǒng)中必須考鑰慮連續(xù)的無風勿天數(shù)而造成的竿蓄電池組余量趙偏大的問題得他到緩解。但是挽，在進行風光毒互補系統(tǒng)設計易的時候首先需臨要考慮風力發(fā)葬電的特點：細培風力發(fā)電對風棒的速度十分敏繪感，遠遠大于呢光伏系統(tǒng)對太哥陽輻射的敏感泰程度。從理論敬上講，風力發(fā)彎電機的輸出和于風速紙的碎3好次方成正比。甘這樣就給風力酷發(fā)電的設計帶鞋來一定的影響并，如果估計的逢風速大于實際將的風速，那么港系統(tǒng)的輸出就坡會遠遠小于墳負載的實際需常求，使得系統(tǒng)秧的設計參數(shù)必夠須十分準確。敘另一方面，如室果該地區(qū)的風遭速很高，那么堡使用風力發(fā)電并的成本就很低潑了，一般而言站，如果平均風坊速大于悟4m估/布s安，那么風力發(fā)扒電的成本就會儉低于在光照條贊件很好地區(qū)的休光伏系統(tǒng)了。廉但是因為風速雷變化很大，年墨度，季度以及疼在一天中的變曠化都很大，所膠以最好還是使盤用待風阿/裕光互補系統(tǒng)，墊減小風能對速撞度的敏感從而乖對系統(tǒng)供電的員影響。愁風力發(fā)電對風碌機的安裝位置要很敏感。即使招是在同一個地蠶區(qū)，有著相同烤的氣象條件，禿風力發(fā)電機坐木落的位置不同度，也會造成風地力發(fā)電的很大妄區(qū)別，例如山索丘和樹林都會鋼對風力放電機悄坐落地點的風少速產(chǎn)生很大影妨響，從而影響吊風力發(fā)電機的套輸出。掏風力發(fā)電對風鹿機葉片的安裝裂高度很敏感。衛(wèi)因為風速隨著湖高度的變化會會變化，在同一早個安裝地點，題葉片賢5毛米諒高的風機的發(fā)波電量和苦2國0相米宅高的風機的發(fā)偉電量是不同的時。甚考慮到上述因糠素的影響，建徒議在安裝風力籃發(fā)電站的地點輝進行一年時間匠的實地測量，時以獲得較為準爛確的數(shù)據(jù)，便惱于系統(tǒng)的設計絹。風光互補供科電系統(tǒng)設計的芒首要問題就是否尋求太陽能光擾電和風力混合零系統(tǒng)在各自規(guī)漁模上的最佳匹汪配，求得既能輪滿足功能需求軋成本又最低的傻最佳風機容量蘋、最佳太陽電歪池組件大小和類蓄電池容量。黨其基本的設計運思路為：來了解實際情況尋，計算出系統(tǒng)非負載的逐月日澡平均需求，作芳出日平均用電楊量曲線。忌計算出各種規(guī)然格的風力發(fā)電棋機、太陽電池昂組件在全年各岔月的日均發(fā)電嗚量，作出他們競全年各月的日焰均發(fā)電量曲線幕。就將風力和光電喘兩種發(fā)電方式被不同規(guī)格發(fā)電反裝置的發(fā)電量巾曲線進行多種命擬合。牲看哪些互補組浙合的擬合曲線痛和日平均用電發(fā)量曲線接近。李對接近的擬合廉曲線進行成本晃估算，選擇成誤本最低的那條鑰曲線作為設計良結果。瘡下面考慮光伏擠油機混合系統(tǒng)輝。對于沒有足任夠風力資源的震地方且負荷較千大的光伏供電沃系統(tǒng)，如果考畜慮到要在暴風夠雨天氣或者較博長的壞天氣后舒蓄電池不至于評過放電，或者也能夠很快地恢悼復蓄電池杠的紡SO寇C滾，我們可以采幕用兩種方法，若一種方法是采券用很大的光伏刑系統(tǒng)，即很大射的太陽電池組興件和很大的蓄蝶電池容量；另膏外一種方法就棚是考慮使用混謀合系統(tǒng)，給該賽系統(tǒng)添加一個眼備用能源（通隆常是柴油機，坦或者汽油機）把，在冬天或者路在較長的壞天柴氣里每隔幾天金就將蓄電池充億滿，在夏天備劍用電源可能根仔本就不會使用蠢。到底是采用用較大的光伏系害統(tǒng)還是采用光冊伏油機混合系么統(tǒng)，其關鍵的津決定因素就是鏡系統(tǒng)成本。底光伏油機混合遇系統(tǒng)有更大的辯彈性，適合不惹同的系統(tǒng)需求鴉，有很多種不訴同的方法設計衡混合系統(tǒng)。對糠系統(tǒng)進行設計促時，必須在初饅始設計階段作蓬出正確的選擇絮。在整個設計帆過程中必須時票刻牢記整個系謊統(tǒng)的運行過程許?；旌舷到y(tǒng)不至同部分之間的款交互作用很多兵，設計者必須凝保證滿足所有兔的重疊要求。軟不管按照什么飛方法進行設計忌，首先必須使議光伏油機混合隙系統(tǒng)的功能恰鉗好滿足負載需棵求，然后綜合洋考慮各種因素危，平衡好各方降面因素對系統(tǒng)橡的影響。帶下面介紹光伏暈油機混合系統(tǒng)沖的設計：便負載工作情況仔。與獨立光伏屑系統(tǒng)設計一樣識，混合系統(tǒng)中令總載荷的確定淚也同樣重要。繩對于交流負載雷，還需要知道聞頻率、相數(shù)和肢功率因子。需懼要了解的不僅往僅是負載的功盼率大小，負載言每小時的工作籠情況都是很重涼要的。系統(tǒng)必貧須滿足任何可野能出現(xiàn)的峰值懂情況，采用確購定的控制策略探滿足負載工作群的需求。怕系統(tǒng)的總線結宰構。選擇交流恭還是直流的總使線取決于負載血和整個系統(tǒng)工瘋作的需要。如斗果，所有的負備載都是直流負純載，那么就使丈用直流總線。夜如果負載大部份分都是交流負街載，那么就最丸好使用交流總泡線結構。如果固發(fā)電機要供給鮮一部分的交流鑼負載需求，那張么選擇交流總昏線結構就比較扮有利。總的來璃說，采用交流撒總線需要更加截復雜的控制，芹系統(tǒng)的操作也乘較為復雜。但支是更加的有效浮率，因為發(fā)電當機產(chǎn)生的交流壽電直接供給負搭載的需要，不鐮像在直流總線惑結構下，發(fā)電蠻機輸出的電流胡需要經(jīng)過整流蒸器將交流轉化鋒為直流，然后欣又經(jīng)過逆變器扯將直流轉換為霉交流滿足交流抖負載的需要而拘產(chǎn)生很大的能范量損失。進行徑設計的時候必縱須仔細的進行銹這些比較，確誤定最佳的系統(tǒng)娘總線結構。簡蓄電池總線電手壓。在混合系藏統(tǒng)中，蓄電池擦的總線電壓會茶對系統(tǒng)的成本示和效率產(chǎn)生很脾大的影響。通膜常，蓄電池的網(wǎng)總線電壓應該扒在設備允許電欲壓和當?shù)氐陌部慈ㄒ?guī)規(guī)定的至電壓下盡量取吳高的值。因為異較高的電壓就匪會降低工作電揪流，從而降低劍損失，提高系嚼統(tǒng)效率（因為膜功率的損失與顛電流的平方成撫正比）。而且臣因為電纜、保鍛險、斷路器和焰其他的一些設零備的成本都和護電流的大小有汽關，所以較高簡的電壓能夠降趕低這些設備的壤成本。對于直桂流總線系統(tǒng)，辭通常負載的直敗流工作電壓決盞定了總線的電沸壓。如果有多面種負載，最大非的負載電壓為如總線電壓，這博樣可以減閑少段DC/D閑C范濾波器的容量搖。對于有交流拼負載的系統(tǒng)，膽蓄電池電壓由曉逆變器的輸入宿電壓決定。通漠常，除了最小續(xù)的系統(tǒng)以外，慮其他的應該使艦用最小巾為趙48茶V甚的電壓。較大某的系統(tǒng)應該使莖用酒120渣V穴或屈者奏240刻V荷。目前商用的熔最大的光煩伏褲/聰柴油機混合系牽統(tǒng)洪為蘭480健V歉系統(tǒng)。戰(zhàn)蓄電池容量。爐獨立光伏系統(tǒng)目經(jīng)常提礙供暑5-跨7鬼天或更多的自碑給天數(shù)。對于猛混合系統(tǒng)，姨因為有備用能莫源，蓄電池通群常會比較小，踢自給天數(shù)黑為韻2-拌3仔天。當蓄電池寨的電量下降時登，系統(tǒng)可以啟宜動備用能源如伏柴油發(fā)電機給砍蓄電池充電。蝴在獨立系統(tǒng)中襯，蓄電池是作膀為能量的儲備鵲，該能量儲備飼必須充分以隨扭時滿足天氣情垃況不好時的能抄量需求。在混煤合系統(tǒng)中，蓄荷電池的作用稍夢稍有所不同。援它的作用是使果得系統(tǒng)可以協(xié)美調(diào)控制每種能厲源的利用。通羽過蓄電池的儲豪能，系統(tǒng)在充笑分利用太陽能離的同時，還可質(zhì)以控制發(fā)電機殘在最適宜的情亡況下工作。好軍的混合系統(tǒng)設暈計必須在經(jīng)濟仇性和可靠性方掃面把握好平衡舊。裕發(fā)電機和蓄電邁池充電設計。垃發(fā)電機和蓄電珠池的充電控制腎應該進行匹配口設計，因為在盾混合系統(tǒng)中這珍兩個部分聯(lián)系氧緊密。首先，吉蓄電池的容量批決定了蓄電池在的充電器大小立。充電器不能枕用過大的電流漁給蓄電池充電炎，通常最大充額電率趴為遭C/揉5茄。發(fā)電機的功逮率必須能夠滿幅足蓄電池充電讓的需要。較小庫的蓄電池會降兼低系統(tǒng)的初始夠成本，但會導保致更為頻繁的鋤柴油機工作和材啟動，從而增搜加燃油消耗和左柴油機維護成升本。在計算發(fā)堪電機大小的時含候還要考慮負摸載的能量需求拴和功率因數(shù)。悅如果系統(tǒng)使用碰的是交流總線爆，那么還要考娃慮直接接到發(fā)構電機的交流負刊載。使用較大示的發(fā)電機，會瘡減少發(fā)電機工銜作的時間，但柿是并不一定會罰降低太陽電池礦組件發(fā)電量占三系統(tǒng)總發(fā)電量暫的百分比。減堡少發(fā)電機的工眉作時間就可以腦降低系統(tǒng)的維梁護成本，并且司提高系統(tǒng)的燃蹦油經(jīng)濟性。所提以使用較大功志率的發(fā)電機會孝有很多優(yōu)點。工理論上，可以戶選擇發(fā)電機的握功率為系統(tǒng)負陵載米的減75-9搬0給%腔。這樣就可以生有比較低的系爐統(tǒng)維護成本和隱較高的系統(tǒng)燃窮油經(jīng)濟性。真在選擇發(fā)電機滔的時候還需注違意到發(fā)電機潑的額定功率是線在特定的溫度封、海拔和濕度闖條件下測定的些。如果發(fā)電機蔽在不同的條件宰下工作，那么椒發(fā)電機的輸出犁就會降低。相啟關資料可以從假柴油機制造商瓣處獲取。一般季情況下，發(fā)電徒機的輸出功率濤隨著海拔的升幕高而降低，通疊常每升高朗三百米饅降禮低長3.5萌%兔。溫度（相對帥額定溫度，一朝般為丈3純0你℃潑）每升高一度拴，則輸出降筑低蛋0.36%粥;迅而濕度可能導柔致的功率下降從最高螞為破6壁％。統(tǒng)燃油發(fā)電機發(fā)饞電與太陽電池南組件能量貢獻柴的分配。在光工伏沒-亞燃油發(fā)