太陽能光伏電源系統(tǒng)的設(shè)計基礎(chǔ)

1、太陽能光伏電源系統(tǒng)的設(shè)計基礎(chǔ).txt大悲無淚，大悟無言，大笑無聲。我們手里的金錢是保持自由的一種工具。女人在約會前，一定先去美容院；男人約會前，一定先去銀行。本文由zfmfns0646貢獻(xiàn)本文由gmfyk126貢獻(xiàn)doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。太陽能光伏電源系統(tǒng)的設(shè)計基礎(chǔ)時間:2009031423:23來源:作者:點(diǎn)擊:181次核心提示:太陽能光伏電源系統(tǒng)的設(shè)計分為軟件設(shè)計和硬件設(shè)計

2、，且軟件設(shè)計先于硬件設(shè)計。軟件設(shè)計包括：負(fù)載用電量的計算，太陽能電池方陣面輻射量的計算，太陽能電池、蓄電池用量的計算和二者之間相互匹配的優(yōu)化設(shè)計，太陽能電池方陣安裝傾角的計算，系統(tǒng)運(yùn)行情況的預(yù)太陽能光伏電源系統(tǒng)的設(shè)計分為軟件設(shè)計和硬件設(shè)計，且軟件設(shè)計先于硬件設(shè)計。軟件設(shè)計包括：負(fù)載用電量的計算，太陽能電池方陣面輻射量的計算，太陽能電池、蓄電池用量的計算和二者之間相互匹配的優(yōu)化設(shè)計，太陽能電池方陣安裝傾角的計算，系統(tǒng)運(yùn)行情況的預(yù)測和系統(tǒng)經(jīng)

3、濟(jì)效益的分析等。硬件設(shè)計包括：負(fù)載的選型及必要的設(shè)計，太陽能電池和蓄電池的選型，太陽能電池支架的設(shè)計，逆變器的選型和設(shè)計，以及控制、測量系統(tǒng)的選型和設(shè)計。對于大型太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，還要有方陣場的設(shè)計、防雷接地的設(shè)計、配電系統(tǒng)的設(shè)計以及輔助或備用電源的選型和設(shè)計。軟件設(shè)計由于牽涉到復(fù)雜的輻射量、安裝傾角以及系統(tǒng)優(yōu)化的設(shè)計計算，一般是由計算機(jī)來完成；在要求不太嚴(yán)格的情況下，也可以采取估算的辦法。太陽能輻射原理：太陽電池發(fā)電的全部能量來自于

4、太陽，也就是說，太陽電池方陣面上所獲得的輻射量決定了它的發(fā)電量。太陽電池方陣面上所獲得輻射量的多少與很多因素有關(guān)：當(dāng)?shù)氐木暥?，海拔，大氣的污染程度或透明程度，一年?dāng)中四季的變化，一天當(dāng)中時間的變化，到達(dá)地面的太陽輻射直、散分量的比例，地表面的反射系數(shù)，太陽電池方陣的運(yùn)行方式或固定方陣的傾角變化以及太陽電池方陣表面的清潔程度等。要想較為準(zhǔn)確地推算出太陽電池方陣面上所獲得的輻射量，必須對太陽輻射的基本概念有所了解。⑴太陽輻射的基本定律太陽輻

5、射的直散分離原理、布格－朗伯定律和余弦定律是我們所要了解的三條最基本的定律。直散分離原理：大地表面（即水平面）和方陣面（即傾斜面）上所接收到的輻射量均符合直散分離原理，只不過大地表面所接收到的輻射量沒有地面反射分量，而太陽電池方陣面上所接收到的輻射量包括地面反射分量：Qp=SpDpQp:水平面總輻射QT=STDTRTSp:水平面直接輻射Dp:水平面散射輻射QT:傾斜面總輻射ST:傾斜面直接輻射DT:傾斜面地面反射布格朗伯定律:SD’=S

6、0FmS0：太陽常數(shù)1350Wm2SD’：直接輻射強(qiáng)度F:大氣透明度m:大氣質(zhì)量m=1SinaPP0a:太陽高度角Po:標(biāo)準(zhǔn)大氣壓Sina=SinfSindCosfCosdCoswd:太陽赤緯角d=23.5Sin(360(284N)365)f：當(dāng)?shù)鼐暥龋?－90）w：時角（地球自轉(zhuǎn)一周360度，24小時）15度小時或4分鐘度余弦定律:Sp’=SD’SinaST’=SD’COSqDT’=Dp’(1CosZ)2RT’=Qp’(1CosZ)2

7、QT=STDTRT⑵太陽電池發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(以某高山氣象站為例)：當(dāng)?shù)貧庀蟮乩項l件：由當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供前10年的平均數(shù)據(jù)。緯度:北緯3045度經(jīng)度:東經(jīng)90120度海拔:10004000米最長陰雨天:3天供電系統(tǒng)中使用跟蹤裝置的相對較少，因為跟蹤裝置比較復(fù)雜，目前太陽能光伏供電系統(tǒng)中使用跟蹤裝置的相對較少，因為跟蹤裝置比較復(fù)雜，初始成本和維護(hù)成本較高，和維護(hù)成本較高，安裝跟蹤裝置獲得額外的太陽能輻射產(chǎn)生的效益無法抵消安裝該系統(tǒng)所需要的成

8、本。所以下面主要講述采用固定安裝的光伏系統(tǒng)。需要的成本。所以下面主要講述采用固定安裝的光伏系統(tǒng)。固定安裝的光伏系統(tǒng)涉及到兩個重要的方面，固定安裝的光伏系統(tǒng)涉及到兩個重要的方面，即如何選擇最佳傾角以及如何計算斜面伏系統(tǒng)涉及到兩個重要的方面上的太陽輻射。上的太陽輻射。地面應(yīng)用的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏組件方陣平面要朝向赤道，地面應(yīng)用的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏組件方陣平面要朝向赤道，相對地平面有一定傾角。傾角不同，各個月份方陣面接收到的太陽輻射量

9、差別很大。因此，確定方陣的最佳傾傾角不同，各個月份方陣面接收到的太陽輻射量差別很大。因此，角是光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。角是光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。目前有的觀點(diǎn)認(rèn)為方陣傾角等于當(dāng)?shù)鼐暥葹樽罴?。這樣做的結(jié)果，夏天太陽電池組件發(fā)電量往往過盈而造成浪費(fèi)，為最佳。這樣做的結(jié)果，夏天太陽電池組件發(fā)電量往往過盈而造成浪費(fèi)，冬天時發(fā)電量又往往不足而使蓄電池處于欠充電狀態(tài)，所以這不一定是最好的選擇。往往不足而使蓄電池處于欠充電

10、狀態(tài)，所以這不一定是最好的選擇。也有的觀點(diǎn)認(rèn)為所取方陣傾角應(yīng)使全年輻射量最弱的月份能得到最大的太陽輻射量為好，方陣傾角應(yīng)使全年輻射量最弱的月份能得到最大的太陽輻射量為好，推薦方陣傾角在當(dāng)?shù)剌椛淞繛楹脟庥械脑O(shè)計手冊也提出，緯度的基礎(chǔ)上再增加15度到20度。國外有的設(shè)計手冊也提出，設(shè)計月份應(yīng)以輻射量最小在北半球)或在南半球)作為依據(jù)的12月(在北半球或6月(在南半球作為依據(jù)。其實(shí)，這種觀點(diǎn)也不一定妥當(dāng)，這樣往往會在北半球在南半球作為依據(jù)。

11、其實(shí)，這種觀點(diǎn)也不一定妥當(dāng)，使夏季獲得的輻射量過少，從而導(dǎo)致方陣全年得到的太陽輻射量偏小。同時，使夏季獲得的輻射量過少，從而導(dǎo)致方陣全年得到的太陽輻射量偏小。同時，最佳傾角的概念，在不同的應(yīng)用中是不一樣的，在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中由于受到蓄電池荷電狀態(tài)等因概念，在不同的應(yīng)用中是不一樣的，在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中由于受到蓄電池荷電狀態(tài)等因素的限制，要綜合考慮光伏組件方陣平面上太陽輻射量的連續(xù)性、均勻性和極大性，素的限制，要綜合考慮光伏組件方陣平面

12、上太陽輻射量的連續(xù)性、均勻性和極大性，而對于并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)等通常總是要求在全年中得到最大的太陽輻射量。于并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)等通?？偸且笤谌曛械玫阶畲蟮奶栞椛淞?。下面將介紹對于獨(dú)立光伏系統(tǒng)，如何選擇最佳傾角。光伏系統(tǒng)，如何選擇最佳傾角。在討論最佳傾角的選擇方法之前，在討論最佳傾角的選擇方法之前，先介紹利用水平面上太陽輻射計算斜面上太陽輻射的方法。因為我們需要使用的太陽輻射數(shù)據(jù)是傾斜面上的太陽輻射數(shù)據(jù)，的方法。因為我們需要使用的太陽輻

13、射數(shù)據(jù)是傾斜面上的太陽輻射數(shù)據(jù)，而通常我們能夠得到的原始?xì)庀髷?shù)據(jù)是水平面上的太陽輻射數(shù)據(jù)。當(dāng)太陽電池組件傾斜放置時，得到的原始?xì)庀髷?shù)據(jù)是水平面上的太陽輻射數(shù)據(jù)。當(dāng)太陽電池組件傾斜放置時，原始?xì)庀髷?shù)據(jù)就不能代表斜面上的實(shí)際輻射，數(shù)據(jù)就不能代表斜面上的實(shí)際輻射，所以必須要測量斜面上的輻射數(shù)據(jù)或者采用數(shù)學(xué)方法對原始的水平面上的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行修正以得到斜面上所需的輻射數(shù)據(jù)。對原始的水平面上的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行修正以得到斜面上所需的輻射數(shù)據(jù)。1將水平面上