光伏组件问题系列总结

光伏组件问题系列总结 太阳能 电池板功率计算方法 【大比特导读】光伏系统的规模和应用形式各异，如系统规模跨度很大，小 到 0.32W 的太阳能庭院灯，大到 MW 级的太阳能光伏电站。其应用形式也多 种多样，在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。尽 管光伏系统规模大小不一，但其组成结构和工作原理基本相同。 1.0 绪论 光伏系统的规模和应用形式各异，如系统规模跨度很大，小到 0.32W 的太阳能庭院 灯，大到 MW 级的太阳能光伏电站。其应用形式也多种多样，在家用、交通、通信、空间应 用等诸多领域都能得到广泛的应用。尽管光伏系统规模大小不一，但其组成结构和工作原 理基本相同。本文将简要介绍光伏系统结构，并重点介绍其功率计算方法。 2.0 光伏系统组成 图 1 是一个典型的供应直流负载的光伏系统示意图。 图 1 直流负载光伏系统 图 2 光伏发电系统原理方框图 光伏系统中的几个主要部件： 1.光伏组件方阵：由太阳电池组件(也称光伏电池组件)按照系统需求串、并联而成， 在太阳光照射下将太阳能转换成电能输出，它是太阳能光伏系统的核心部件。 2.蓄电池：将太阳电池组件产生的电能储存起来，当光照不足或晚上、或者负载需求 大于太阳电池组件所发的电量时，将储存的电能释放以满足负载的能量需求，它是太阳能 光伏系统的储能部件。目前太阳能光伏系统常用的是铅酸蓄电池，对于较高要求的系统， 通常采用深放电阀控式密封铅酸蓄电池、深放电吸液式铅酸蓄电池等。 3.控制器：它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照负载的电源需求控制 太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出，是整个系统的核心控制部分。随着太阳能光伏 产业的发展，控制器的功能越来越强大，有将传统的控制部分、逆变器以及监测系统集成 的趋势，如 AES 公司的 SPP 和 SMD 系列的控制器就集成了上述三种功能。 4.逆变器：在太阳能光伏供电系统中，如果含有交流负载，那么就要使用逆变器设备， 将太阳电池组件产生的直流电或者蓄电池释放的直流电转化为负载需要的交流电。 太阳能光伏供电系统的基本工作原理就是在太阳光的照射下，将太阳电池组件产生的电能 通过控制器的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供电，如果日照 不足或者在夜间则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电，对于含有交流负载的光伏 系统而言，还需要增加逆变器将直流电转换成交流电。光伏系统的应用具有多种形式，但 是其基本原理大同小异。 3.0 太阳能电池组件功率计算方法 硅太阳能发电板容量是指平板式太阳能板发电功率 WP。太阳能发电功率量值取决于负 载 24h 所能消耗的电力 H(WH)，由负载额定电源与负载 24h 所消耗的电力，决定了负载 24h 消耗的容量 P(AH)，再考虑到平均每天日照时数及阴雨天造成的影响，计算出太阳能电池 阵列工作电流 IP(A)。 由负载额定电源，选取蓄电池公称电压，由蓄电池公称电压来确定蓄电池串联个数及 蓄电池浮充电压 VF(V)，再考虑到太阳能电池因温度升高而引起的温升电压 VT(v)及反充二 Big-bit 半导体器件应用网 No.3 极管 P-N 结的压降 VD(V)所造成的影响，则可计算出太阳能电池阵列的工作电压 VP(V)，由 太阳电池阵列工作电源 IP(A)与工作电压 VP(V)，便可决定平板式太阳能板发电功率 WPW， 从而设计出太阳能板容量，由设计出的容量 WP 与太阳能电池阵列工作电压 VP，确定硅电 池平板的串联块数与并联组数。 太阳能电池阵列的具体设计步骤如下： 1.计算负载 24h 消耗容量 P。 P=H/VH负载 24 小时消耗的电力(WH，瓦时) V负载额定电源 2.选定每天日照时数 T(H)。 3.计算太阳能阵列工作电流。 IP=P(1+Q)/TQ按阴雨期富余系数，Q=0.211.00 4.确定蓄电池浮充电压 VF。 镉镍(GN)和铅酸(CS)蓄电池的单体浮充电压分别为 1.41.6V 和 2.2V。 5.太阳能电池温度补偿电压 VT。VT=2.1/430(T-25)VF 6.计算太阳能电池阵列工作电压 VP。 VP=VF+VD+VT 其中 VD=0.50.7 约等于 VF 7.太阳电池阵列输出功率 WP，平板式太阳能电板。 WP=IPVP 8.根据 VP、WP 在硅电池平板组合系列表格，确定标准规格的串联块数和并联组数。 另外，交流系统或并网系统还要考虑逆变器转换效率、其他功率损耗等。 4.0 示例 下面以 100W 输出功率，每天使用 5 个小时为例，介绍一下计算方法： 1.首先应计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)：若逆变器的转换效率为 90%，则当输出功率为 100W 时，则实际需要输出功率应为 100W/90%=111W;若按每天使用 5 小时，则耗电量为 111W*5 小时=555Wh。 2.计