太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第七章.光伏系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

要建成一個(gè)合理、完善的光伏系統(tǒng)，需要進(jìn)行一系列設(shè)計(jì)，如考慮不周，可能導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。其中最重要的是容量設(shè)計(jì),內(nèi)容包括確定太陽(yáng)電池方陣和蓄電池的容量,以及方陣的傾角。一.光伏系統(tǒng)的容量設(shè)計(jì)

(一).設(shè)計(jì)原則光伏系統(tǒng)和產(chǎn)品要根據(jù)負(fù)載的要求和當(dāng)?shù)氐臍庀蠹暗乩項(xiàng)l件,進(jìn)行專門(mén)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在充分滿足用戶負(fù)載用電需要的條件下,盡量減少太陽(yáng)電池和蓄電池的容量,以達(dá)到可靠性和經(jīng)濟(jì)性的最佳結(jié)合。

要避免盲目追求低成本或高可靠性的傾向。當(dāng)前尤其要糾正為了競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng),片面強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)效益,任意減小系統(tǒng)容量的現(xiàn)象。光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)是:按月能量平衡。(二).光伏系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟:1.獨(dú)立光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1).均衡性負(fù)載這類負(fù)載每個(gè)月份的平均日耗電量都相同,這是獨(dú)立光伏系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的。對(duì)于負(fù)載日平均耗電量變化不超過(guò)10%的,也可以當(dāng)作均衡性負(fù)載。(1).確定負(fù)載耗電量列出各種用電負(fù)載的耗電功率、工作電壓及平均每天使用時(shí)數(shù)，還要計(jì)入系統(tǒng)的輔助設(shè)備如控制器、逆變器等的耗電量。選擇蓄電池工作電壓V，算出負(fù)載平均日耗電量QL(Ah/d)。指定蓄電池維持天數(shù)為n

(通常n取3~7天)(2).計(jì)算方陣面上太陽(yáng)輻照量根據(jù)當(dāng)?shù)氐乩砑皻庀筚Y料，先任意設(shè)定某一傾角β，根據(jù)前面所介紹的KlienSA和TheilackerJC所發(fā)表的計(jì)算月平均日輻照量的方法，計(jì)算在該傾斜面上的各月平均日太陽(yáng)輻照量Ht（KWh/m2·d）。并得出全年平均太陽(yáng)總輻照量

Ht的單位化成（KWh/m2·d）,除以標(biāo)準(zhǔn)輻照度1000w/m2

(h)在數(shù)值上就等于當(dāng)月平均日峰值日照時(shí)數(shù)Tt，以后就以單位化成（KWh/m2·d）的Ht來(lái)代替Tt。(3).算出各月發(fā)電盈虧量對(duì)于某個(gè)確定的傾角，方陣輸出的最小電流應(yīng)為

式中：η1為從方陣到蓄電池回路的輸入效率，包括方陣面上的灰塵遮蔽損失、性能失配及老化、防反充二極管及線路損耗、蓄電池充電效率等。η2為由蓄電池到負(fù)載的放電回路效率，包括蓄電池放電效率、控制器和逆變器的效率及線路損耗等。

同樣也可由方陣面上各月平均太陽(yáng)輻照量中的最小值Htmin得出方陣所需輸出的最大電流為

方陣實(shí)際工作電流應(yīng)在Imin和Imax之間，可先任意選取一中間值I

方陣各月發(fā)電量為

Qg=N·I·Ht·η1·η2

式中：N為當(dāng)月天數(shù)，Ht為該月太陽(yáng)輻照量。各月負(fù)載耗電量為

Qc=N·QL

從而得到各月發(fā)電盈虧量

△Q=Qg-Qc

如果△Q<0為虧欠量，表示該月發(fā)電量不足，需要由蓄電池提供部分儲(chǔ)存的電量。(4).確定累計(jì)計(jì)虧欠量量∑∣-⊿Qi∣以兩年為為單位，，列出各各月發(fā)電電盈虧量量，如只只有一個(gè)個(gè)△Q<0的連續(xù)虧虧欠期，，則累計(jì)計(jì)虧欠量量即為該該虧欠期期內(nèi)各月月虧欠量量之和。。如有兩兩個(gè)或以以上的不不連續(xù)△Q<0的虧欠期期，則累累計(jì)虧欠欠量∑∑∣-⊿Qi∣應(yīng)扣除連連續(xù)兩個(gè)個(gè)虧欠期期之間△Qi為正的盈盈余量，，最后得得出累計(jì)計(jì)虧欠量量∑∣∣-⊿Qi∣。(5).決定方陣陣輸出電電流將累計(jì)虧虧欠量∑∑∣-⊿Qi∣代入將n1與指定的的蓄電池池維持天天數(shù)n相比較，，若n1>n，則增大電電流I，重新計(jì)算算，反之之亦然。。直到n1≈n，即得出方方陣輸出出電流Im。(6).求出方陣陣最佳傾傾角改變傾角角，重復(fù)復(fù)以上計(jì)計(jì)算，進(jìn)進(jìn)行比較較，得出出最小的的方陣輸輸出電流流Im值，相應(yīng)應(yīng)的傾角角即為方方陣最佳佳傾角βopt。(7).得出蓄電電池及方方陣容量量求出蓄電電池容量量為：式中:(DOD)為蓄電池池的放電電深度,通常取0.3~0.8。光伏方陣陣容量為為:P=k··Im·(Vb+Vd)其中：k為安全系系數(shù),通常取1~1.5,可根據(jù)據(jù)負(fù)載載的重重要程程度、、參數(shù)數(shù)的不不確定定性、、溫度度的影影響以以及其其他所所需要要考慮慮的因因素而而定；；Vb為蓄電電池充充電電電壓；；Vd為防反反充二二極管管及線線路壓壓降。。(8).最終決決定最最佳搭搭配改變蓄蓄電池池維持持天數(shù)數(shù)n，重復(fù)以以上計(jì)計(jì)算，，可得得到一一系列列B~P組合。。再根根據(jù)產(chǎn)產(chǎn)品型型號(hào)及及單價(jià)價(jià)等因因素，，進(jìn)行行經(jīng)濟(jì)濟(jì)核算算，最最后決決定蓄蓄電池池及光光伏方方陣容容量的的最佳佳組合合。(9).總結(jié)先指定定蓄電電池維維持天天數(shù)n;任意選選擇方方陣傾傾角β;得到滿滿足維維持天天數(shù)要要求的的方陣陣輸出出電流流I。再改變變方陣陣傾角角，求求出滿滿足維維持天天數(shù)要要求的的方陣陣最小小輸出出電流流Im，此時(shí)對(duì)對(duì)應(yīng)的的β即為方方陣最最佳傾傾角βopt。由此得得出方方陣和和蓄電電池容容量。。改變變維持持天數(shù)數(shù)n，可以得得到一一系列列B~P組合，，最后后確定定最佳佳的蓄蓄電池池和方方陣搭配容量。。實(shí)例分分析為沈陽(yáng)陽(yáng)地區(qū)區(qū)設(shè)計(jì)計(jì)一套套太陽(yáng)陽(yáng)能路路燈，，燈具具功率率為30W，每天工工作6小時(shí)，，工作作電壓壓為12伏，蓄蓄電池池維持持天數(shù)數(shù)取5天。要要求太太陽(yáng)電電池方方陣和和蓄電電池的的容量量及方方陣傾傾角是是多少少?負(fù)載耗耗電量量:沈陽(yáng)地地區(qū)緯緯度是是41.440,任意取取方陣陣傾角角β=600,算出各各月份份方陣陣面上上的太太陽(yáng)輻輻照量量Ht選取參參數(shù)：：η1=η2=0.9得到Imax=11.52AImin=5.176A在最大大和最最小電電流值值之間間取：：I=5.2A。算出各各月方方陣發(fā)發(fā)電量量Qg,并列出出各月月負(fù)載載耗電電量Qc,從而求求出各各月發(fā)發(fā)電盈盈虧量量△Q具體數(shù)數(shù)值見(jiàn)見(jiàn)下表表：月份HtQgQcQg

-Qc13.3467436.98465-28.01624.1618490.8242070.82134.4364579.27465114.2744.2092531.1245081.11854.1050536.46570.99863.8124481.7445031.73573.4893455.6465-9.400683.6602477.9246512.91694.2056531.4245081.423104.0399527.4946562.493113.3169419.13450-30.871122.9347383.19465-81.808由表中中可見(jiàn)見(jiàn)，當(dāng)當(dāng)年7月和11~12月及次次年1月都是是虧欠欠量，，所以以有兩兩個(gè)虧虧欠期期，其其中7月份虧虧欠量量-9.4006，但是是在8月份就就有盈盈裕量量12.916，可以以全部部補(bǔ)足足。因因此全全年累累計(jì)虧虧欠量量∑∣∣-⊿Qi∣是11月到1月份的的虧欠欠量之之和140.69。代入公公式：：=9.38可見(jiàn)要要比要要求的的蓄電電池維維持天天數(shù)大大得多多，表表示所所取的的方陣陣電流流太小小，因因此要要增加加方陣陣電流流。另取:I=5.5(A)，算出各各月方方陣發(fā)發(fā)電量量Qg，并列出出各月月負(fù)載載耗電電量Qc，從而求求出各各月發(fā)發(fā)電盈盈虧量量△Q具體數(shù)數(shù)值見(jiàn)見(jiàn)下表表：月份HtQgQcQg

-Qc13.3467462.19465-2.805724.1618519.1442099.13734.4364612.69465147.6944.2092561.76450111.7654.1050566.92465101.9263.8124509.5345059.52873.4893481.8846516.88483.6602505.4946540.48894.2056562.08450112.08104.0399557.9346592.925113.3169443.31450-6.6901122.9347405.30465-59.701由表中中可見(jiàn)見(jiàn)，當(dāng)當(dāng)年11~12月和次次年1月都是是虧欠欠量，，但這這是一一個(gè)連連續(xù)虧虧欠期期?？偺澢非妨浚海?69.196Ah代入公公式：：=4.6131與要求求的維維持天天數(shù)5天相比比要小小。因此可可以減減少方方陣電電流，不斷重重復(fù)以以上步步驟，最后取取I=5.47565A，得到的的結(jié)果果如下下表：：月份HtQgQcQg

-Qc13.3467460.15465-4.85224.1618516.8442096.83934.4364609.98465144.9844.2092559.27450109.2754.1050564.4146599.41163.8124507.2745057.27273.4893479.7546514.75183.6602503.2546538.25094.2056559.59450109.59104.0399555.4646590.455113.3169441.35450-8.6528122.9347403.51465-61.495由表中中可見(jiàn)見(jiàn)，當(dāng)年11~12月和次次年1月還都都是虧虧欠量量，總虧欠欠量為為74.49998Ah。由此求求出n1=4.999天，與要求求的維維持天天數(shù)n=5天基本本相符符。由由此確確定電電流取?。篒=5.47565A。接著再再改變變傾角角，用同樣樣電流流，比較累累計(jì)虧虧欠量量(或n1)。試取傾傾角β=620,重復(fù)以以上計(jì)計(jì)算,得到下下表：：月份HtQgQcQg

-Qc13.3480460.33465-4.669924.1466514.9642094.95834.3920603.98465138.9844.1324549.8545099.84654.0143551.9446586.94163.7220495.2445045.24373.4128469.244654.241683.5917493.8446528.83194.1526552.54450102.54104.0174552.3746587.386113.3153441.13450-8.8727122.9386404.04465-60.959由表中中可見(jiàn)見(jiàn)，當(dāng)年11~12月和次次年1月還都都是虧虧欠量量?？偺澢非妨繛闉?4.501Ah。由此求求出n1=4.9668天，與上面面的n1=4.999天更小小，可見(jiàn)取取傾角角620要比600更好。。同樣樣繼續(xù)續(xù)改變變傾角角，得出與與維持持天數(shù)數(shù)n=5天基本本相符符的最最小電電流，該角度度即為為最佳佳傾角角。本例中中，最后得得出I=5.47356A，相應(yīng)的的角度度是β=620,各月的的盈虧虧情況況如下下表月份HtQgQcQg

-Qc13.3480460.15465-4.845624.1466514.7642094.76234.3920603.75465138.7544.1324549.6445099.63754.0143551.7346586.73063.7220495.0545045.05473.4128469.064654.062483.5917493.6446528.64294.1526552.33450102.33104.0174552.1646587.157113.3153440.96450-9.0411122.9386403.89465-61.113本例最最后得得出，，方陣陣工作作電流流：Im=5.47356A所對(duì)應(yīng)的角角度，即為為方陣最佳佳傾角：βopt=620結(jié)果得到蓄蓄電池容量量為：B=104.4Ah太陽(yáng)電池方方陣容量為為：P=107.2W2).季節(jié)性負(fù)載載這類系統(tǒng)的的負(fù)載每天天工作時(shí)間間隨著季節(jié)節(jié)而變化，，不能當(dāng)作作均衡負(fù)載載處理。最典型的是是光控太陽(yáng)陽(yáng)能光伏照照明系統(tǒng)。。光控照明系系統(tǒng)的特點(diǎn)點(diǎn)是以自然然光線的強(qiáng)強(qiáng)弱來(lái)決定定負(fù)載工作作時(shí)間長(zhǎng)短短的。天黑黑開(kāi)燈，天天亮關(guān)燈。。每天的工工作時(shí)間不不一樣，因因此負(fù)載耗耗電量也不不相同。此特點(diǎn)與太太陽(yáng)日照時(shí)時(shí)間的規(guī)律律正好相反反，夏天日日照時(shí)間長(zhǎng)長(zhǎng)，輻照量量大，而燈燈具需要照照明的時(shí)間間短;而冬天日照照時(shí)間短，，輻照量小小，但燈具具需要照明明的時(shí)間長(zhǎng)長(zhǎng)，所以此此類光控照照明系統(tǒng)在在太陽(yáng)能光光伏電源應(yīng)應(yīng)用中的工工作條件是是最苛刻的的。光控照明系系統(tǒng)不同于于均衡負(fù)載載光伏系統(tǒng)統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)必須特別別仔細(xì)考慮慮。先估計(jì)需要要照明的時(shí)時(shí)間:從日落到日日出之間的的無(wú)日照小小時(shí)數(shù)為:式中:φ為當(dāng)?shù)鼐暥榷?δ為太陽(yáng)赤緯緯δ每天都在變變化，所以t也每天在變變.不同地區(qū)t的差別很大大,如?？诘貐^(qū)區(qū)(φ=20.030),夏至(6月21日δ=23.45)時(shí)t=10.1h,冬至(12月21日δ=-23.45)時(shí)t=13.2h;哈爾濱地區(qū)區(qū)(φ=45.450),夏至?xí)rt=8.5h,冬至?xí)rt=15.5h,可見(jiàn)緯度越越高,晚間需要照照明時(shí)間相相差越大。。一般情況下下,日出前半小小時(shí)和日落落后半小時(shí)時(shí)內(nèi),天空尚有余余光,為了節(jié)約起起見(jiàn),可以不必開(kāi)開(kāi)燈。如負(fù)負(fù)載的工作作電流為i負(fù)載日耗電電量應(yīng)為:QL=(t-1)·i各月耗電量量則為:QC=NQL其中:N是當(dāng)月天數(shù)數(shù)。顯然，各個(gè)月份的的耗電量都都不相同，夏天少，冬天多。這這是季節(jié)性性負(fù)載的工工作特點(diǎn)。。光控太陽(yáng)能能照明系統(tǒng)統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)步驟與與獨(dú)立光伏伏系統(tǒng)的優(yōu)優(yōu)化設(shè)計(jì)步步驟基本相相同，只是每天的的耗電量QL不一樣。所以一開(kāi)始始不是統(tǒng)計(jì)計(jì)確定每天天的耗電量量，而是得出工工作電流i，然后根據(jù)上上述方法確確定每天工工作時(shí)間t，才能求得各各天的耗電電量:QL=(t-1)·i仍以上例進(jìn)進(jìn)行分析:為沈陽(yáng)地區(qū)區(qū)設(shè)計(jì)一套套光控太陽(yáng)陽(yáng)能路燈,燈具功率為為30W,工作電壓為為12伏，蓄電池維持持天數(shù)取5天。要求太太陽(yáng)電池方方陣和蓄電電池的容量量及方陣傾傾角是多少少?首先求出出負(fù)載工工作電流流：i=W/V=30/12=2.5(A)再應(yīng)用公公式:求出每天天工作時(shí)時(shí)間t最后由公公式：QL=(t-1)·i算得各天天耗電量量其余步驟驟與前相相同，得到如下下結(jié)果：：月份HtQgQcQg

-Qc13.34071045.01056.3-11.26924.10441159.6879.36280.2834.29391343.2874.57468.5943.98131205.2740.82464.3953.82541196.6671.85524.7863.53541070.2603.94466.2873.25451018.0645.75327.2883.44741078.4726.50351.8994.03611221.8805.41416.37103.96121239.1941.23297.87113.3022999.631001.1-1.4333122.9377918.931080.5-161.57由以上計(jì)計(jì)算最后后得出：：太陽(yáng)電池池方陣傾傾角為：：β=660蓄電池容容量為：：B=242.5Ah太陽(yáng)電池池方陣容容量為：：P=216.3W與上面討討論的均均衡性負(fù)負(fù)載系統(tǒng)統(tǒng)比較：：太陽(yáng)電池池方陣傾傾角為：：β=620蓄電池容容量為：：B=104.2Ah太陽(yáng)電池池方陣容容量為：：P=107.2W光控太陽(yáng)陽(yáng)能照明明系統(tǒng)冬冬天工作作時(shí)間長(zhǎng)長(zhǎng)，耗電電量多，，夏天耗耗電量少少，與日日照規(guī)律律正好相相反。光控太陽(yáng)陽(yáng)能照明明系統(tǒng)與與同樣功功率的定定時(shí)太陽(yáng)陽(yáng)能照明明系統(tǒng)相相比，所所需要配配置的太太陽(yáng)電池池方陣和和蓄電池池的容量量要大得得多。前者太陽(yáng)陽(yáng)電池方方陣的傾傾角要比比后者大大，其原原因是要要照顧冬冬天方陣陣面上的的日照量量。所分析的的光控太太陽(yáng)能照照明系統(tǒng)統(tǒng)全年發(fā)發(fā)電量為為13495.66Ah，而燈具實(shí)實(shí)際耗電電量只有有10027.33Ah,利用率只只有74.3%。而上例定定時(shí)太陽(yáng)陽(yáng)能照明明系統(tǒng)全全年發(fā)電電量為6087.12Ah,燈具實(shí)際際耗電量量5475Ah,利用率可可達(dá)89.9%。3).特殊要求求負(fù)載衡量供電電系統(tǒng)的的穩(wěn)定性性能通常?？捎秘?fù)負(fù)載失失電率LOLP(Loss-of-load-probability)來(lái)衡量。。LOLP的定義為為:LOLP=全年停電電時(shí)間/全年時(shí)間間LOLP值在0~1之間，數(shù)數(shù)值越小小，可靠靠程度越越高。如如LOLP=0，表示任何何時(shí)間都都能保證證供電，，全年停停電時(shí)間間為零。。常規(guī)電網(wǎng)網(wǎng)對(duì)大城城市供電電也只能能達(dá)到LOLP=10-3數(shù)量級(jí)在一些特特殊需要要的場(chǎng)合合，例如如為重要要的通訊訊設(shè)備、、災(zāi)害測(cè)測(cè)報(bào)儀器器、軍用用裝備等等供電的的獨(dú)立光光伏系統(tǒng)統(tǒng)，確實(shí)實(shí)需要做做到滿足足一分鐘鐘都不停停電的要要求。對(duì)對(duì)于這類類獨(dú)立光光伏系統(tǒng)統(tǒng)，不能能夠盲目目地增加加系統(tǒng)的的安全系系數(shù)，設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)要要特別仔仔細(xì)，稍稍有不慎慎，其結(jié)結(jié)果不但但可能造造成大量量浪費(fèi)，，還會(huì)影影響光伏伏系統(tǒng)的的穩(wěn)定工工作，產(chǎn)產(chǎn)生嚴(yán)重重后果。。對(duì)于均衡衡負(fù)載要要求LOLP=0的獨(dú)立光光伏系統(tǒng)統(tǒng)，同樣樣可以用用上面提提到的優(yōu)優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)步驟，，只是蓄蓄電池的的維持天天數(shù)先用用n=0代入，使得各各個(gè)月份的方方陣發(fā)電量都都大于負(fù)載耗耗電量，即可可確定太陽(yáng)電電池方陣的容容量。再根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡淖铋L(zhǎng)連續(xù)陰陰雨天數(shù)，作作為蓄電池的的維持天數(shù)n，確定蓄電池的的容量。實(shí)例分析為上海地區(qū)設(shè)設(shè)計(jì)一套全天天工作，失電電率為零的獨(dú)獨(dú)立光伏系統(tǒng)統(tǒng)，負(fù)載平均均每天耗電量量為10W，工作電壓取12V，試確定系統(tǒng)的的容量。求出每天負(fù)載載耗電量為20Ah。重復(fù)上述計(jì)算算,或以蓄電池維維持天數(shù)n=0代入,即可得到最佳佳傾角為470,方陣輸出電流流為10.46A,太陽(yáng)電池方陣陣容量為204.9W。根據(jù)上海地區(qū)區(qū)最長(zhǎng)連續(xù)陰陰雨天數(shù)為8天,用n=8,并取蓄電池放放電深度為0.6,求出蓄電池容容量為313.7Ah。實(shí)際可采用2只12V-160Ah蓄電池并聯(lián)使使用。各月能量平衡衡表如下:月份HtQgQcQg

-Qc1月2.6557620.036200.032月2.9795628.3156068.313月3.0011700.6662080.664月3.6500824.66600224.665月3.8399896.50620276.56月3.569758.45600158.457月3.9046911.59620291.598月4.0097936.14620316.149月3.7106838.35600238.3510月3.4880814.37620194.3711月3.1002700.44600100.4412月2.8832673.1362053.132.并網(wǎng)光伏系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于有電網(wǎng)作作為儲(chǔ)能裝置置,不必像蓄電池池那樣受到容容量的限制。所以太陽(yáng)電池池方陣的安裝裝傾角應(yīng)該是是以全年能接接收到最大太太陽(yáng)輻射量所所對(duì)應(yīng)的角度度。電網(wǎng)可以隨時(shí)時(shí)補(bǔ)充電力,所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)不需要獨(dú)立立光伏系統(tǒng)那那樣嚴(yán)格。通常并網(wǎng)光伏伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算有兩種:1).根據(jù)準(zhǔn)備安裝裝的太陽(yáng)電池池方陣的容量量，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)，要找出全全年能夠得到到最大發(fā)電量量所對(duì)應(yīng)的方方陣最佳傾角角，并且計(jì)算算出系統(tǒng)各個(gè)個(gè)月份的發(fā)電電量及全年的的總發(fā)電量。。首先可以根據(jù)據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀笙蠛偷乩碣Y料料,求出全年能接接收到最大太太陽(yáng)輻射量所所對(duì)應(yīng)的角度度即為方陣最最佳傾角。根據(jù)已知方陣陣容量,求出方陣輸出出電流,再根據(jù)最佳傾傾角時(shí)方陣面面上各個(gè)月份份所接收到的的太陽(yáng)輻射量量,利用公式:Qg=N·P·Ht·η1·η2即可得到各個(gè)個(gè)月份系統(tǒng)的的發(fā)電量。將12個(gè)月份的發(fā)電電量相加,就是全年并網(wǎng)網(wǎng)光伏系統(tǒng)的的發(fā)電量。2).根據(jù)用戶負(fù)載載的用電量，，在能量平衡衡的條件下要要確定所需要要最小的太陽(yáng)陽(yáng)電池方陣容容量及其安裝裝傾角。同樣根據(jù)當(dāng)?shù)氐氐臍庀蠛偷氐乩碣Y料,求出全年能接接收到最大太太陽(yáng)輻射量所所對(duì)應(yīng)的角度度即為方陣最最佳傾角。任意選取某個(gè)個(gè)方陣輸出電電流I，算出各個(gè)月份份的方陣發(fā)電電盈虧量，如如全年總的盈盈虧量為正，，則減少電流流I;如全年總的盈盈虧量為負(fù)，，則增加電流流I，重新進(jìn)行計(jì)算算，直到全年年總的盈虧量量為零，這時(shí)時(shí)方陣的輸出出電流Im即為所需的最最佳電流。再再與電壓及安安全系數(shù)相乘乘，就可得到到所需要最小小的太陽(yáng)電池池方陣容量。。(三).光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)中的一些誤誤區(qū)1.光伏發(fā)電系統(tǒng)統(tǒng)必須根據(jù)負(fù)負(fù)載和現(xiàn)場(chǎng)的的地理及氣象象條件進(jìn)行專專門(mén)的優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)。2.日照時(shí)數(shù)與峰峰值日照時(shí)數(shù)數(shù)不能混淆。。3.方陣面應(yīng)盡量量朝南傾斜放放置。4.方陣最佳傾角角不單取決于于緯度,會(huì)隨不同的P-B組合而變化。。5.P/B的比例并不固固定。6.系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不不能只考慮某某個(gè)月份的輻輻照量。7.系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)應(yīng)考慮各個(gè)月月份的能量平平衡。8.要注意方陣全全年發(fā)電量和和有效發(fā)電量量的區(qū)別，，兩者差別越越小，系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)得越好。。9.蓄電池容量要要恰當(dāng)，并不不是越大越好好。否則可能能造成與太陽(yáng)陽(yáng)電池方陣容容量失配，因而經(jīng)常充電電不足,容易損壞。10.影響光伏發(fā)電電量的因素很很多，有的列列出了十幾個(gè)個(gè)損失系數(shù)，，在實(shí)際應(yīng)用用設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)沒(méi)有必要一一一考慮。11.在一定范圍內(nèi)內(nèi)，有一系列列P~B組合都能滿足足負(fù)載的用電電要求，其規(guī)規(guī)律是比較大大的光伏方陣陣與比較小的的蓄電池容量量相搭配，反反之亦然。但但n越大，B也越大，而P卻減少得不多多，在最終決決定容量時(shí)要要加以注意。案例分析:太陽(yáng)能庭院燈燈工作電壓7.2V，每天耗電量:5W×8h/7.2V=5.6Ah以連續(xù)工作3天計(jì)，耗電量量為16.7Ah。即使不計(jì)蓄電電池效率、放放電深度、受受蓄電池容量量限制，能量量不能全部利利用等因素，，實(shí)際配備的的6Ah蓄電池也是無(wú)無(wú)法正常工作作的。完成光伏系統(tǒng)統(tǒng)的容量?jī)?yōu)化化設(shè)計(jì)后，還還需要進(jìn)行一一系列設(shè)計(jì):二.光伏系統(tǒng)的機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)1.首先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)條件，確定定太陽(yáng)電池方方陣的安裝位位置。要求方方陣面上盡量量不要有建筑筑物或樹(shù)木遮遮蔭。否則在在遮蔭部分，，非但沒(méi)有電電力輸出，反反而要消耗電電力，形成局局部發(fā)熱，產(chǎn)產(chǎn)生“熱斑效應(yīng)”，，嚴(yán)重時(shí)會(huì)會(huì)損壞太陽(yáng)電電池。2.根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)得出的太陽(yáng)陽(yáng)電池組件數(shù)數(shù)量和尺寸大大小以及方陣陣最佳傾角，，設(shè)計(jì)方陣支支架。要求方方陣支架牢固固可靠，要充分考慮到到承重、通風(fēng)、抗震等因素。。在一些特殊殊地區(qū)，如海海邊，還要考考慮防強(qiáng)風(fēng)，，防潮濕，防防鹽霧腐蝕等等，有時(shí)還要要加設(shè)驅(qū)鳥(niǎo)裝裝置。3.根據(jù)蓄電池的的數(shù)量和尺寸寸大小，對(duì)安安放蓄電池的的房間進(jìn)行總總體布置，設(shè)設(shè)計(jì)蓄電池的的支架及其結(jié)結(jié)構(gòu)，要做到到連接線路盡盡量短，排列整齊，干干燥通風(fēng)，維維護(hù)操作方便便。4.合理進(jìn)進(jìn)行配配電房房的布布置，，安排排好控控制器器和逆逆變器器的位位置，，盡量量與蓄蓄電池池靠近近，但但最好好又能能相互互隔開(kāi)開(kāi)。使使得布布局適適當(dāng)，，接線線可靠靠，測(cè)測(cè)量方方便。。如果是是并網(wǎng)網(wǎng)系統(tǒng)統(tǒng)，還還要考考慮電電網(wǎng)連連接位位置及及方式式等。。對(duì)于重重要或或比較較復(fù)雜雜的光光伏系系統(tǒng)，，應(yīng)當(dāng)當(dāng)畫(huà)出出系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)的平平面或或立體體結(jié)構(gòu)構(gòu)布置置圖。。進(jìn)行基基礎(chǔ)工工程設(shè)設(shè)計(jì)，，特別別要注注意方方陣支支架的的固定定，接接地線線的安安排等等。有有時(shí)還還需要要進(jìn)行行安放放蓄電電池和和控制制和逆逆變器器房間間的設(shè)設(shè)計(jì)及及布置置。三.電氣設(shè)設(shè)計(jì)1.根據(jù)優(yōu)優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)得得出的的太陽(yáng)陽(yáng)電池池方陣陣中組組件的的串并并聯(lián)要要求，，確定定組件件的連連接方方式，，如串串并聯(lián)聯(lián)組件件數(shù)目目比較較多時(shí)時(shí)，最最好采采用混混合連連接方方式。。串聯(lián)組組件數(shù)數(shù)目比比較多多時(shí)，，應(yīng)該該并聯(lián)聯(lián)旁路路二極極管。。同時(shí)時(shí)還要要決定定防反反充二二極管管的位位置及及連接接方法法。合理安安排連連接線線路走走向，，盡量量采用用最短短的連連接途途徑。。確定分分線盒盒和總總線盒盒的位位置及及連接接方式式，決決定開(kāi)開(kāi)關(guān)及及接插插件的的配置置。根據(jù)光光伏系系統(tǒng)各各部分分的工工作電電壓及及電流流，按按照有有關(guān)電電工標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)或或規(guī)范范，選選擇采采用合合適的的連接接電線線、電電纜等等附件件。對(duì)于比比較重重要的的工程程,應(yīng)該畫(huà)畫(huà)出電電氣原原理及及結(jié)構(gòu)構(gòu)圖,以便于于維修修及檢檢查。。四.輔助設(shè)設(shè)備選選配1.蓄電池池根據(jù)優(yōu)優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)結(jié)結(jié)果，，決定定蓄電電池的的電壓壓及容容量，，選擇擇合適適的蓄蓄電池池種類類及型型號(hào)，，再確確定其其數(shù)量量及連連接方方式。。一般場(chǎng)場(chǎng)合可可以采采用密密封鉛鉛酸蓄蓄電池池，有有些為為重要要負(fù)載載供電電的系系統(tǒng)，，也可可采用用鎳-鎘電池池。2.控制器器按照負(fù)負(fù)載的的要求求和系系統(tǒng)的的重要要程度度，確確定光光伏系系統(tǒng)控控制器器應(yīng)具具有的的充分分而又又必要要的功功能，，并配配置相相應(yīng)的的控制制器。。控制器器功能能并非非越多多越好好，否否則可可能不不但增增加了了成本本，而而且還還增添添了出出現(xiàn)故故障的的可能能性。。3.逆變器器對(duì)于交交流負(fù)負(fù)載，，必須須配備備相應(yīng)應(yīng)的逆逆變器器。通常光光伏方方陣的的工作作電壓壓，要要根據(jù)據(jù)逆變變器的的要求求來(lái)決決定。。一般情情況下下，逆逆變器器的額額定功功率應(yīng)應(yīng)稍大大于負(fù)負(fù)載的的功率率;不過(guò)在在有些些場(chǎng)合合也可可稍小小于負(fù)負(fù)載的的功率率。逆變器器輸出出的波波形，，通常常有方方波、、改良良方波波和正正弦波波等多多種，，在滿滿足負(fù)負(fù)載正正常工工作的的前提提下，，應(yīng)盡盡量選選用前前兩種種,以降低低成本本。如果是是并網(wǎng)網(wǎng)光伏伏系統(tǒng)統(tǒng)，還還必須須配備備必要要的檢檢測(cè)、、并網(wǎng)網(wǎng)、報(bào)報(bào)警、、自動(dòng)動(dòng)控制制及測(cè)測(cè)量等等一系系列功功能，，特別別是必必須具具備防防止“孤島效效應(yīng)”的功能能，以以確保保光伏伏系統(tǒng)統(tǒng)和電電網(wǎng)的的安全全。4.““三遙”功能對(duì)于大大型或或重要要的實(shí)實(shí)驗(yàn)光光伏系系統(tǒng)，，常常常要求求具有有遙測(cè)測(cè)、遙遙控和和遠(yuǎn)程程通訊訊的功功能，，這就就需要要配備備合適適的設(shè)設(shè)備。。對(duì)于一一般系系統(tǒng),除非十十分必必要，，不必必考慮慮。5.防雷雷裝裝置置對(duì)于于大大型型或或安安裝裝在在高高山山上上的的光光伏伏系系統(tǒng)統(tǒng)，，特特別別是是在在雷雷暴暴多多發(fā)發(fā)地地區(qū)區(qū)，，必必須須配配備備防防雷雷裝裝置置。。防雷雷裝裝置置接接地地必必須須可可靠靠。。五.熱環(huán)環(huán)境境設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)對(duì)于于太太陽(yáng)陽(yáng)電電池池方方陣陣，應(yīng)盡盡量量降降低低其其工工作作溫溫度度，特別別是是在在南南方方，要注注意意采采取取適適當(dāng)當(dāng)?shù)牡慕到禍販卮氪胧┦?，?組件件之之間間保保持持一一定定間間隔隔，方陣陣與與其其他他物物體體之之間間留留有有相相當(dāng)當(dāng)距距離離，以便便通通風(fēng)風(fēng)。在連連接接線線路路時(shí)時(shí)，要考考慮慮溫溫度度的的影影響響，尤其其在在夏夏天天安安裝裝時(shí)時(shí)，連線線不不要要太太緊緊，以免免天天冷冷時(shí)時(shí)發(fā)發(fā)生生斷斷裂裂。蓄電電池池在在溫溫度度降降低低時(shí)時(shí)，，輸輸出出容容量量會(huì)會(huì)受受到到影影響響。。在在200C以下下時(shí)時(shí)，，溫溫度度每每降降低低10C,容量量要要下下降降1%。尤其是是在北方方，冬天天低溫會(huì)會(huì)對(duì)蓄電電池容量量產(chǎn)生嚴(yán)嚴(yán)重影響響，必須須采取一一定措施施，如:加熱、保保溫或埋埋入地下下等。同時(shí)也要要注意，，并不是是溫度越