光伏电站设计中的参数计算

众奎新能源科技有限公司EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.光伏发电工程与维护笔记设计太阳能光伏组件要满足光照最差、太阳能辐射量最小的季节的需要，参数选定。一、计算太阳能电池组件或者方阵时，有两种计算方法：第一，根据负载每天的耗电量为基本数据，以当地太阳能辐射资源参数如峰值日照时数、年辐射总量等数据为参照，并结合一些相关数据会系数直接计算出所需要的太阳能组件和方阵的功率（适用于中小型光伏电站）。第二种：先选定符合要求的太阳能电池组件，根据组件的相关参数（峰值功率、工作电流、发电量等），设计计算，确定太阳能组件的串、并联数及总功率（适用于中大型光伏电站）。下面根据第二种计算方法介绍常用的太阳能组件的设计计算公式和方法；用负载平均每天消耗的电量（Ah）除以已选定的电池组件在一天内的平均发电量（Ah）就算出了整个系统需要并联的太阳能电池组件数量。太阳能电池组件的并联数量=负载日平均用电量其中，组件日平均发电量=组件峰值工作电流（A）×峰值日照时数（h）太阳能电磁组件的串联数=系统工作电压系数1.43是太阳能电池组件峰值工作电压与系统工作电压的比值。例如：为工作电压12v的系统供电或者充电的太阳能电池组件的峰值电压是17-17.5v，为工作电压24v的系统供电或者充电的太阳能电池峰值电压为34-34.5v。有了电池组件的并联数和串联数就可以很方便的计算出太阳能电池组件或者方阵的总功率了。锻电池组件（方鲁阵）总功率=麻组件并联数×刃组件串联数×削选定组件的峰饮值输出功率（察W）刃2.每影响够因素的考虑：策第一，役太阳能电池组姻件的功率衰降挽（一般衰减率弦按10%计算疯，如果是交流崭光伏发电，还赶要考虑逆变器炉的转换效率损爬失，一般也按轻10%来计算津）。夸第二,谦铅蓄电池的充殖放电损耗（一乎般铅蓄电池的眼充电效率只有糟90%-95糠%，因此在设壮计时，要根据类电池的不同适班当将电池的功印率增加5%-始10%左右来量抵消这部分损至耗）。绝实用的计算公谋式：浴电池组件的并快联数=负载日平均用电量情电池组件的串戚联数=系统工作电压给例如：础某移动基站太侄阳能光伏系统湿，该系统采用匹直流负载工作含电压48v，除用电量每天1盲50Ah，体该地区最低的症光照辐射1月夏份，其倾斜面预峰值日照时数匠是3.5h，芝选定125w讯太阳能电池组邀件，其主要参蔑数：峰值功率衔125w，峰房值工作电压3径4.2v，峰掠值工作电流3国.65A，计蛛算太阳能电池薪组件使用数量奶及太阳能电池应方阵的组合设奇计。堆根据上述条件楚，并确定组件点损耗系数为0迹.9，充电效蒜率系数为0.蝇9.因该系统而为直流系统，蝶所以不考虑逆蝴变器的转换效贯率系数。融电池组件并联旧数=150A于h/(3.6第5捧×纠3.5h)暂希×捆0.9喊×窗0.9=14违.49诉≈柏15东电池组件串联孙数=48V层×庙1.43/3涂4.2V=2翻所以，确定电逗池组件并联数树15块，串联届数2块。总功呜率=15晶×远2紧×应125W=3听750W。害二、原蓄电池组的设扛计方法：骂蓄电池的计算霞一般思路是在罩连续阴雨天气经7-10屡天左右（誓偏远地区或者秀无人看守地区仍甚至更长7-琴15天，桶不易维修且不逮能断电的地方柔甚至还做一组氏备用电池以防事损失）在电池组可以正警常负载工作为卵准。怠以铅酸电池为前主的设计：脸根据实际情况心，电池不可能失完全100%嚷放电供应，这践样会使电池亏理电缩短实用寿奴命，一般情况侧，夏浅循环型怪蓄电池选用5生0%的放电深蒸度，炕深循环型租蓄电池选用7饱5%的放电深顶度。蓄电池容量=负载日平均用电量纽影响因素寒的考虑央：词1、刺放电率丽（放电时间和钞放电电流与蓄径电池容量的比政率）添对蓄电池容量轰的影响：焰蓄电池的标定揉容量放电时，砌会出现辈例如疯：舟容量标定10场0Ah的蓄电广池用2A的电锣流放电能用5傲0小时，但是衣，要用50A合的电流放电，曲用不到喷2个小时（电跃流越大确实际鲁放电时间越短但，蓄电池容量呀比标定容量兄缩水株）。命当手头没有详潜细的容量放电衰速率资料时，财也可对慢放电角率50h-2夏00h（小时容率）光伏系统余蓄电池的容量肝进行估算，一统般相对应的比殃蓄电池的标定礼容量提高5%星-20%，相客对应的放电率集修正系数95橡%-80%。苗平均放电率（埋h疼）=连续阴雨天数×负载工作时间盏对于多路不同重负载的光伏系击统，负载工作悲时间需要用加储权平均法进行贯计算铲负载工作时间队=负载功率×负载工作时间卷2、遇环境温度对蓄办电池容量的影欺响：针环境温度25昏℃情时为标定蓄电沙池的容量；慢环境温度高于抬25度时，容惜量略有升高，记但是在零度以伙下之后哑容量号就会急剧下降鞭，需要修正，寻一般在0朵℃厘时修正系数可谋在0.95-屈0.9之间取洲；暮在-10急℃趟时0.9-0陡.8之间取；莲在局-20竞℃躁时在0.8-上0.7之间取猴；什实用型蓄电池背容量计算公式议：读蓄电池容量=尾负载日平均用抹电量（Ah）玻×连续阴雨天色数×放电率修鸽正系数/最大折放电深度×低舒温修正系数准注意：例如：背某项目需要用烂600Ah容睡量的蓄电池，曲可以选择1个拢600Ah的吵单体，也可以等选择2个30见0Ah的蓄电捕池并联，也可略以选择3个2储00Ah或者道6个100A惧h的容量蓄电挥池并联，从理背论上讲都没有舟问题。背但，在实际应估用当中，要尽占量选择大容量遥的蓄电池以减肆少并联的数目狭，这样做的目真的是尽量减少室蓄电池之间的虑不平衡所造成筒的影响，并联本的组数越多，烂发生蓄电池不津平衡的可能性驾就越大，一般据要求并联的蓄父电池数量不得皱超过4组。驳计算公式如下田：输蓄电池串联数锣=系统工作电压挨蓄电池并联数死=蓄电池总容量袋例如：皇某电信基站太蒸阳能光伏发电糖系统，该系统芹采用直流负载帽，负载工作电绘压48v，该席系统两套设备阵负载，一套为百电流1.5A骗，每天工作2刘4h，另一套冬为4.5A，游每天工作12制h，该地区最纹低气温-20柿℃魄，最大阴雨天贸为6天，选用塔深度放电蓄电苏池，计算电池奴容量和串并联栏数。凤首选确定最大谊放电深度系数茧为0.6，低俩温修正系数为腊0.7.抄计算系统平均化放电率（h）恳加权平均负载每工作时间=（串1.5A腿×担24h）擦＋折（4.5A味×略12h）/(腾1.5A吉＋形4.5A)=乞15h茄平均放电率=率6天诊×轨15h/0.屿6=150小膨时率。腿150小时率就属于慢放电率刚，可以通过厂肝家查询150油h放电率下蓄估电池容量修正允。也可以安装岔经验进行估算泊，150h放庙电率下的蓄电靠池容量会比标做定容量增加1休5%左右，在竞此确定放电率帅修正系数为0东.85。带入渣公式可知：啊负载日平均用凑电量=（1.板5A哪×恐24h）话＋裕（4.5A陕×靠12h）=9引0Ah蚕蓄电池组容量裹=90Ah划×运6偶×豪0.85/0舌.6昂×陪0.7=10粒92.86A道h疫根据计算结果繁和蓄电池手册裕参数资料，可饿选2v/60估0Ah蓄电池笨或者2V/1剩200Ah蓄黎电池，这里选惭择2v/60负0Ah蓄电池僻型。甲蓄电池串联数估=48V/2回V=24妖蓄电池并联数顿=1092.俭86Ah/6怜00Ah=1适.82驴≈杰2康蓄电池组总块浪数=24朴×皮2=48限块。坡以下六种计算嫁公式和设计方境法：慈第一种：以峰丸值日照时数为以依据的简易计著算方法；纸这债是一个常用的腥简单计算公式晨，常用于小型劫独立太阳能光槐伏系统，可用氧于对其它计算锯方法的验算。绣其主要参照的惠太阳能辐射参甩数是当地峰值拦日照时数：俱太阳能堡电池亩组件功率=宗（用电器功率×用电时间当地峰值日照时数）伯蓄电池容量=析（用电器功率×用电时间系统电压）×资连续阴雨天数遇本公式中：阻太阳能电池组倍件功率、用电队器功率单位都浑是瓦（W）；努用点时间和峰些值日照小时数赔单位是小时（轧h）；胜蓄电池容量单魄位为安时（A年h）；席系统电压是指娃蓄电池或蓄电瞧池组的工作电瘦压点位是伏（钉V）；打损耗系数主要傍是线路损耗、促控制器接入损浓耗、电池组件哭表面脏及安装刮倾角等因素，症可根据需要在链1.6-2之特间选取；未系统安全系数给主要是蓄电池供放电深度、冬佛天容量减小。歪逆变器转换效蛇率等因素，可代根据需要在1浆.6-2之间担选取；身例如：究某地安装一套咬太阳能庭院灯析，使用两只9铸W/12v节勒能灯做光源，族每日工作4h郊，要求能连续照工作3个阴雨队天。已知当地派的峰值日照时耻数是4.46认h，求太阳能脚电池总功率和绒蓄电池容量。歼带入公式求太赔阳能电池组件骆功率P=（1露8W悔×遵4h/4.4寸6h）覆×倾2=32.2戴8W。复因为当地环境耻污染比较严重龟，损耗系数选屯2，考虑选用莲一块35W的痛电池组件。求妹蓄电池容量B雾=（18W械×夺4h/12V请）萄×党3低×兆2=36Ah随。沾本实例为直流轿供电系统，没物有交流逆变器删的损耗，但是属冬季低温时会彩影响蓄电池的就容量，卖又有环境污染溉的因素，故此猛，系统安全系义数取2，考虑鹅用一只38A蜓h/12V的纪蓄电池。葛第二种：以年丧辐钉射自总量为依据的绒计算方法；从太阳能电池组蛙件秩（方阵）腾功率=K样蓄电池容量=沫蓄电池放电容玻量修正系数、碍安全系数×用透电器工作电流部×用电时间×调连续阴雨天数支×低温系数；在本公式中：哄电池组件功率降单位是瓦（W偏）；宿用电器工作电好压为伏（V）荣；勉工作电流为安裂（A）；蛮用点时间为小颗时（h）；登蓄电池容量为盟安时（Ah）奏；科年辐射总量点菠位是拉千焦/厘米请²雾（kJ/cm研²务▪提h鱼）；瞒K为辐射量修扣正数，单位是熊：千焦/厘米院²估•拖小时兔，有人维护系虹统时取230抖，无人生维护要求系统垄可靠棵时取251，祸处于恶劣环境河，无法维护且锦要求系统可靠据时取276亦蓄电池放电容末量修正系数和摊安全系数，采道用碱性蓄电池耍取1.5，采治用铅酸电池时固取1.8；溪低温系数-1座0度时取1.阶1，-20度管时取1.2；愧例如唇1娃：介某地安装一套软太阳能庭院灯袭，使用两只9录W/12v节括能灯做光源，慰每日工作4h挤，要求能连续分工作3个阴雨破天。已知当地盖全年的辐射总花量是580K新J/cm目揉²嚼，求太阳能电网池总功率和蓄窃电池容量。呜先计狭算用电器的工脉作电流=18凝W/12V=装1.5A；值带入公式求太骂阳能电池组件世功率P=（1扁8W拼×吊4h/盈580咽）晨×躬276病=槐34.26蒙W。括因为当地环境摔污染比较严重嫌，剃辐射量修正数红选276拌，考虑选用一败块35W的电旱池组件。钢求蓄电池容量阅B=珠1.8平×遗1.5A铃×4h×3×版1.1百=符35.乓6泡4夫Ah。胶本实例蛾因躁冬季低温时会禽影响蓄电池的腥容量，盏低温微系数取台1.1翅，考虑用一只屯38Ah/1投2V的蓄电池阁。虑例如恩2某：射某移动基站设贸备负载功率1劫25W，工作驴电压48V，始工作电流2.零6A，24h王全天候工作，乎该地区年辐射警总量640K孤J/cm糕使²软蓄电池放置地鞋点温度-20礼℃起，最长连续阴叠雨天数7天，咽该站无人值守故，环境恶劣，愉要求不间断供短电。野求太阳能电池登组件功率P=逆（48V浇×木2.6A健×无24h/64或0）竞×生276商≈直1292W腾选用130化W/24V电台池组件10块茫，二串联五并汽联共1300爸W，构成电池允方阵。满求蓄电池容量般B=1.8显×嫩2.6A栏×拣24h违×讯7d耽×爸1.2=94笛3Ah。染选用2V/1散00廉0宏Ah铅酸蓄电枝池24块，串跨联构成蓄电池约组。蝇第三种：以年筑辐池射都总量和斜面修位正系数为依据锅的计算方法；往这是个常用的半简单计算公式乳，常用于独立概太阳能光伏发需电系统的快速书设计计算，其顽主要参照的太分阳能辐射参数感是当地年辐射孔总量和斜面修瞒正系数。电首先根据各用锡电器的额定功势率和每日平均嗓工作的小时数颂，计算出总用谜电量：效 闹负载总用电量因（Wh）=用电器功率嘴太阳能组件（拥方阵）的功率桨（W）=系数炼为了方便计算拢：系数561葱8是将冲放电驳效率系数、电酿池组件衰降系狡数等因素经过拜单位换算后的喜处理数据所得委出。吸安全系数是根轨据使用环境、浩有无备用电源踩、是否有人值裁守等因素确定番，在1.1-少1.3之间取啦值。水平面平波均辐射量的单佩位是KJ/怖m故回²伟涨•赶d。沈电池组方阵的泽串并联的计算升方法不在重复秒叙述，和受上面几种咬计算方法一个涌样。叨蓄电池容量的狸计算方法：检蓄电池容量的族计算与当地连啄续阴雨天数关皆系很大，鉴一般连阴雨天够3-5天，严是重的也就7天冬左右，这期间世，的平均日照瑞量只能达到正逼常日照天气的峰15%左右，姨7天亏×孩85%=5.占95天，实实亩在在的阴雨天重也就6天。拜蓄电池放电深然度越浅，使用府寿命越长，理童论上讲蓄电池佣容量配的越大罗，放电越浅，肯使用寿命就越纠长，但是考虑怪到成本和维护妈工作，得出一泉个实用型的经鸭验公式：蓄电池容量=10蓄公式中：10君是无日照系数夸；（稻该公式对于连末续阴雨天数不送超过5天的地牧区都适用。伍）著实例：做北京地区一套忌太阳能庭院灯惑带有两个灯头榴，一个是11积W/12V,鲜每天工作5个绢小时，另一个仁是3W/12株V的LED球讨泡灯，每天工蹈作12h，试赤计算电池组件咽功率和蓄电池眯容量。朗通过参数表查播得北京的斜面凑修正系数为：誓1.0976呢，水平面年平箱均日辐射量为远：15261脖（断/m宇脸²件叶•简d），安全系过数取1.2.活负载总用电量纯=11W坝×灶5h动＋鞭3W蛾×泡12h范=誓91Wh庙组件功率=5捧618政×汤1.2长×骂91/1.0抄976范×控15261=纷36.6W艘蓄电池容量=展10埋×镜91W/12罪V=75.8次Ah馆选用峰值功率纳38W，电池陵组件和80A液h木/12V蓄电千池配置该庭院谎系统。质第四种：以峰桐值日照时数为辆依据的多路辐役照计算方法；够当太阳能发电狱系统要以多沿路不同负载供俊电时，要先把定各路负载的日爱耗电量算出合裁计总耗电量，剥然后结合实际疏预留出5%-载10%的余量脚。孟则公式：省太阳能方阵发负电电流（A）嗽=负载日耗电量公式中：案系统漠直流电压是指饺蓄电池串联后扑的总电压，电踢压的确定根据士负载功率的大楚小、结合交流耕逆变器的选型字，原则有二：言1、条件允许图尽量选用高电太压。2、系统弄直流电压需符惰合国家相关标明准互（即12V、炭24V、48陡V等等）凤。每系观统效率系数包埋括：充电效率头、一般取0.这9吴，逆变器转换架效率一般取0杀.85，太阳乔能板衰降、粉轮尘、线路损耗礼、阳光遮挡等狭等，一般取0费.9司，这些系数可笛以根据实际情绸况调整。宣根据太阳能电劫池组件的发电谅电流计算出其植总功率，公式衣：远太阳能组件总品功率=太阳能载组件发电电流纤×系统直流电聋压×系数1.抢43；谜注：波系统直流电压何×道系数1.43嚷就是枣太阳能方阵的说峰值电压的近怜似值搭；于蓄电池容量计翠算公式：蓄电池容量=负载日耗电量（气逆变器效率可捷根据设备选型川在80%-9算3%之间选择赠；宽蓄电池放电深覆度可根据其性叫能参数和可靠耀性要求在50执%-75%之盼间选择；弱第五种：以峰疏值日照时数和弟两段阴雨天间联隔天数为依据渔的计算方法；交这种情况，一现般适用于雨水挥频繁较多的地任方疏—带我国南方最适围合这种思路，扯这种计算方法倍是先选定尺寸清符合要求的电桐池组件，根据滤该组件的峰值匹功率、峰值工澡作电流和日发嫁电量等数据，子结合这些数据扁进行设计计算老的。渐系统电池组容锋量的计算；蓬蓄电池组容量抓(Ah)=安全系数×负载日平均耗电量它注：各种系数抓，根据实际情享况损（上面方法中申有参考）花适当选定，不次在注释；认太阳能电池方搁阵的设计计算谊；伍方阵串联数的则计算：碗电池组件的串达联数=系统工作电压乡太阳能电池组贝件平均日发电着量计算；参组件平均日扰发电量（Ah曾）=选定组件步峰值工作电流神（A）×峰值蛾日照时数（h估）×视倾斜面修正系寨数陕×厅组件衰降损耗撒修正系数；南注：各种系数闪，根据实际情蚁况适当选定，桌不在注释；席两段连续阴雨泊天之间的最短馋时间间隔天数雅需要不成的蓄购电池容量计算伴：究补充的蓄电池丛容量（Ah）乓=安全系数×缓负载日平均耗厉电量（Ah）虹×最大连续阴捷雨天数患太阳能电池组启件并联数的计唱算方法：舌在这个并联计太算公式中，纳纤入了两段连额续阴雨天之间维的最短间隔天弊数的数据，这敞是本方法与其做它计算方法的榆不同之处伐。这具体公式：韵电池组件的并胀联数=补充的蓄电池容量＋负载日平均耗电量×最短间隔天数勿其中：耽负载日平均耗色电量=负载功率负载工作电压×每天工作小时数步案这个公式的含肤义：债并联的太阳能毒电池组件数，屿在两段连续阴盾雨天之间的最浑短间隔天数内洒所发电量，不钉仅要提供负载棵所需正常用电主量，还要补足赶蓄电池在最大碗连续阴雨天内鞋所亏损的电量态。两段连续阴纳雨天之间的最积短间隔天数越扶短，需要提供鞋的发电量越大鬼，并联电池组盟件数量就越多眯。番太阳能电池组唉件方阵功率的厕计算：陶太阳能电池方湿阵功率=选定株电池组件的峰评值输出功率×哗电磁组件的串所联数×电池组健件的并联数；赏第六种：并网滋光伏（光伏一栗体化）发电系反统容量的设计莲与计算；忽并网光伏发电瑞系统以电网储徒存电能，没有揉蓄电池容量的建限制，即使有零蓄电池，也是论用于防灾等特六殊情况备用的谦，该思路注重使考虑太阳能光姥伏方阵的占用诱面积里，实现节全年发电量最骑大化。亚并网光伏发电漠系统的容量计剃算，除了可以仆采用上面的几扇种方法外，还躺可以用下面介盖绍的方法计算们：煤通过太阳能电日池方阵的计划贩占用面积计算丹系统的年发电善量，并确定出村太阳能电池方翅阵的容量。亡通过用电负载幻耗电量计算出腹光伏方阵的占旦用面积，确定淋出太阳能电池渐方阵的容量，梳该方法以当地袖年太阳能辐射盖总量为计算参施数。泽根据完光伏方阵发电惩量计算；所公式：值年发电量（k端Wh）=当地清年辐射能（k讽Wh/m²）指×光伏方阵面墓积（m²）×钱电池组件转换她效率×修正系瞒数；骂组件转换效率恋，单晶硅组件粮取13%，多妨晶硅组件取1说1%。燕修正系数=太爹阳能组件衰降服系数（一般取名0.8）钞×连灰尘及遮挡、护组件温度升高酒造成功率下降溪修正）（一般缓取0.82）及×烧线路损耗修正讨（一般取0.貌95）议×掉逆变器效率（妻一般去0.8初5，也可参考习厂家标定）思×者光伏方阵倾斜彩角武修正系数。穷光伏方阵倾斜危角修正系数表钱：固根据负载耗电殿量计算光伏方躺阵面积；骗公式：鱼光伏组件（方丝阵）面积=年好点总量免注：卧组件转换效率菊及构修正系数同上挽（第一条）晒所得记。钳例如：台下图实例敲有关太阳能辐保射能量的换算疮；猪1卡（cal敏）-4.18另68焦（J）馅=1.162语78毫瓦时（述mWh）柿1千瓦时（k沿Wh）=3.正6兆焦（MJ拉）角1千瓦时/米性²恨（kWh/m私²恒）=3.6兆翼焦/米势²赵（MJ/m直²脸）=0.36忍千焦/厘米笛²逮（kJ/cm基²他）遣100毫瓦时绝/厘米脆²妥（mWh/c升m朴²龄）=85.9栽8卡/厘米季²懂（cal/c锯m黎²统）饲1兆焦/米胞²尽（MJ/m血²棉）=23.8袄89卡/厘米止²衡（cal/c桂m躲²逃）=27.8浙