太阳能电池板发电量计算课程课件

太阳能池板年发电量的计算——考虑池板倾角、方位角和阴影的影响参数表示：输入量：输出量：如图1所示池板倾角

：太阳电池方阵平面与水平地面的夹角。太阳高度角

：太阳光线与其在地平面上投影之间的夹角，表示太阳高出水平面的角度。LHd如图2所示赤纬角

：太阳直射点的纬度与赤道平面的夹角。如图2所示时角

：相对于圆弧QB，从天子午圈上的Q点起算（即从正午起算），顺时针方向为正，逆时针方向为负，即上午为负，下午为正。通常数值等于离正午的时间（小时）乘以15°。这里参与计算的时间为地方时间，若使用北京时间则还需先转换为地方时间，转换公式为：B地的地方时=北京时间±两地经度差×1/15（若B地位于北京的东侧，计算时取“+”号，若B地位于北京西侧，计算时取“-”号，可概括为“东加西减”）。如图3所示池板方位角

：方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度）。如图4所示太阳入射角

：太阳入射线与倾斜面法线之间的夹角。说明

为了计算太阳能电池板的年发电量，先求出池板的日发电量；对一年内每天的池板发电量求和，即可得出太阳能池板的年发电量。

为了计算太阳能电池板的日发电量，先求出池板的时均发电量。池板年发电量池板日发电量日均辐射量池板有效面积池板的投切说明

首先利用RETScreen软件提供的月平均每日斜面太阳辐射量数据，假设某个月份每一天的辐射量不变，得出该月的日均辐射值。

然后通过查资料得出求各种相关数据的公式和方法，计算出电池板阴影所占面积，得到池板有效面积。

再建立模型，可算出考虑阴影的情况下电池板的时发电量。

同时在考虑每小时电池板不同功率时的投切、池板转换效率、线损、变流器效率等因素的情况下得出日发电量

日均辐射量池板有效面积池板的投切池板日发电量实例下面普主要毕以一他南海愧项目债数据攻为例挽进行建说明猴。①方位孤角①方位建角结论辛：池板钩最佳捎方位娃角为0°。即池猾板最叼佳朝榨向为泰正南歇。①方位浪角②已知西参数辽（1）1）太篮阳能效电池路板技纵术参赴数：单板坏：15兄80活mm受X8浊08悼mm映X4套5m料m；转换谨效率福：0.攀15；功率森峰值侨：18竿0W岩p；总数动：27宣95个；2）池描板布率置：每斜摄排单首元四偏个池绞板，华则池板遇长度=8氧08果mm架X4汇=3坡23盆2m堵m，实揭际取3.刃3m；阵列掀宽度=6擦5m，一缸排40个斜索排单消元，16集0个池拖板；阵列喊排数=1侮8排；池板探间距=4踪蝶.5牺m；池板喜倾角=2提0°；②已知紫参数时（2）3）其鸭他：当地课纬度=2贝3.奋1°；阵列畅峰值漂功率=5嫂00鹊kW；线损=0辣.0侄1；变流阔器损牵耗=0庄.0刷3；③池板蛮日发唇电量窃计算池板悔日发疼电量姿的计捏算包彼括三夏部分猪：1）某天挑内时窄均辐季射量阅计算；2）考虑朴阴影圾影响蕉的池建板有幻玉效面府积计向算；3）变流赚器投先切时地间计叮算。以12些.1型3为例悬，即毫天数n=茂34斤7因为史与刘箩阳的外算法影不一著样，并非去每月坑选一谁个特顶征日傻，故而谨此处土任意慢取一屠天都扩可以倦。1、时遣均辐害射量蜘的计汪算1）月肌平均畏每日愿斜面否太阳刑辐射牙量在RE筹TS粮cr罪ee烘n软件裁中输材入所材在地竖区、蜂池板缠倾角导及其影他参宜数。从表公中读糟出月平陶均每蔬日斜削面太描阳辐束射量考数据。关于恼冬季奏辐射邻量比撇较高哑的问腊题：原因旨是软月件中程可能绕考虑披到当劈燕地气尤候条援件等态因素鬼的缘是故，榜分析衰其他恶地区托数据附后认唇为此奥数据炎可信棕。每日剂斜面搂太阳店辐射棕量数准据如下余图所宴示：月每日的太阳辐射

-倾斜面度/平方米/日一月2.38二月1.91三月1.96四月2.34五月2.77六月3.06七月3.53八月4.03九月4.18十月4.19十一月3.60十二月3.302）建榴立正室态分论布模富型，云得出晨时均蚊辐射拢量在RE划TS社cr字ee孤n中所泼提供振的倾遗斜面懂太阳技辐射税量（各度/平方世米/日）蚂应该府为每韵月平蔑均每悲日的煌总辐突射量阿，假活设某附个月缘瑞份每豆一天绣的辐蓄射量辨不变祸，为驼该月该的日总藏辐射听值。2）建适立正探态分闷布模帆型，踪蝶得出花时均宇辐射做量例：衬利用RE智TS厘cr贴ee对n软件阀所提酷出的12月份酷月平泊均每撤日的陪太阳森能辐围射－股倾斜壶面太境阳辐拍射量纱做一喊天每浙时太挨阳辐街射量民的估歼算。由RE闹TS挡cr总ee届n提供3.并30度/平方圆米/日＝12月每效天的膊地外紧辐射右能量虾。2）建链立正秀态分曲布模谎型，邻得出节时均脖辐射垒量日辐垮射曲凳线如跃图所曾示：——此图避引自《太阳蔑能光渴伏系益统概晋论》2）建伙立正坡态分平布模离型，虾得出极时均晃辐射第量已知鸽一天裹内太卸阳辐鞭射量捏近似柳成正穗态分垄布曲蝴线，厅时均院辐射览量的古计算零过程喇如下宿：首先傲，利塞用下嫁式计劫算日屈出日量落时咬间：日出蹲时间日落羡时间（其奴中赤隔纬角及日井出日箱落计怎算见阔后面摊）2）建盲立正悉态分辉布模帽型，训得出究时均区辐射坦量其次暗，令戴日出船和日何落时窃间分薪别为疯正态矛分布帆区间铺（a，b）的列起始爆和结蒸束值揪：=a，=b；=(拾b+很a)沾/2脱,勺=(掘b-苹a)王/6正态惩分布锋函数，且，2）建景立正尺态分凝布模孤型，市得出勾时均嗓辐射拣量根据改假设垫，一生天每粉一时寄刻的哀时均佩辐射举值服讯从正百态分排布，酷概率督密度收为f(组t)，则一之天某磁一小口时内牛（8时）赵时均策辐射赵量H(固8)字=日均肿辐射熄量*{f耐(7殿.5银)到f(磁8.率5)的积宵分}。根据扭以上姜可求迎出时韵均辐扶射量冬至效日（12劳.1谁3）上采午8时，a=露=桨6.塘7，b=答=1廉7.娱3可知=(磁6.蜻7+雅17环.3服)/何2=征12，=(首17夫.3阔-6绢.7态)/低6=鼓1.简76时均刮辐射京量H(性8)合=3洪.3侧*疫=跑0.婶22妈7度返回2、面积隔计算1）参大数计无算：已知袄池板嘱倾角=2蝇0°，当辨地纬钳度=2他3.华1°，天柿数n=屿34咱7，则央可得席：•赤纬帆角=2狂3.俱1°•日出日时间=6削.7•日落昆时间=1彼7.本3当上他午8点时涉，即技太阳惨时=8，有辱：•时角•太阳姨高度姻角=1动5.匹67键°此处诊由于把北京态与广东烫南海觉经度当相差不大垒（3.侄15碑°）,故换数算过聚程忽笼略不计2、面积朱计算2）阴遭影面阳积计颤算：如图默，设厦阴影离在斜乎面上况长度羽为x，已宵知池臣板长欠度L=少3落.3，倾约角=2怀0°株,前后油池板耽距离d=傍4.绕5m，已甘求出拍上午8点时阿刻太醋阳入婆射角=1凉5.态67园°。可童算出d’行=d清-L先*c绕os稠=朵1.铁4m由图仅可知辈：可得静阴影田长度x尼=得阴奸影面出积比趁值=0够.3拘79霜3LHd’x太阳光此处兰计算羞中的d均为d’2、面积斩计算2）阴宿影面讯积计孙算：依照藏以上晃计算盆方法序，可忙得到肚下表耍（12凝.1维3）：(日出也时间=6尝.7，日斤落时茫间=1区7.业3，故芒只计盟算7点到17点)2、面积谱计算太阳时时角太阳高度角阴影面积百分比7.0-75.003.780.77683807.5-67.509.830.53174768.0-60.0015.670.36830088.5-52.5021.230.25069769.0-45.0026.440.16196189.5-37.5031.210.093262010.0-30.0035.430.039847610.5-22.5038.95-0.000737511.0-15.0041.62-0.029568511.5-7.5043.29-0.046920812.00.0043.87-0.052727312.57.5043.29-0.046920813.015.0041.62-0.029568513.522.5038.95-0.000737514.030.0035.430.039847614.537.5031.210.093262015.045.0026.440.161961815.552.5021.230.250697616.060.0015.670.368300816.567.509.830.531747617.075.003.780.7768380注：餐对于寨图表乔中的煤数据跨，当富阴影委面积秋百分蒜百小虽于零驻时，此时秋池板法处于否无阴愿影遮父挡状筝态，玻阴影债面积锁百分判百计铅为零叮。2、面积谈计算2）阴落影面结积计蝇算：实际辉上，草池板买的有草效面庙积（成除去资阴影绘的面扑积）漂每一券分钟岗都会柏有所羊变化崭，在尘实际葬计算叔中采迅用算术捉平均势法计算袍。例如榨某日优早晨8时的数有效置面积S(以8)银=[规S(灭7.奋5)阻+S垮(8瓦.5遣)]院/2司;其中州第一第排的峡池板链有效税面积兆不受卸影响摸。计嫂算过果程如液下：已知表池板夜长度L=览3.织3m菠,阵列皆宽度W=夜65藏m，阵笨列排虏数R=顷18排，变可算纪得：池板胃实际剧总面毛积=6州5*稠3.督3*淡18尤=3膊86黎1m守²池板鸟总有皇效面迅积S(朝7.竹5)跟=巴65士*3东.3御+6起5*痰3.高3*睁(1范8-腾1)孤*(锋1-晃0.驱53无17斜47够6)到=1薄92域2m制²S(急8.井5)银=爸65批*3丙.3案+脉65念*3职.3号*(隆18木-1文)*剪(1兄-0柜.2荡50话69弱76稠)=霉2风94律7m艇²S(硬8)构=燃S(盟8)舒=[首S(汇7.溜5)圈+S己(8阶.5勤)]披/2服=2绑43牛4m监²返回3、池板水输出受电能州（每停小时镜）池板晒输出梁电能弄（每诱小时绳）已知池板裕转换衡效率=0渴.1届5，由德已求筋数据箭知：12界.1劳3日8时池义板输渣出电滴能P=臭0.有15症*0柜.2考27碧*2丈43尖4=推82绘.7重16愚4k喇w4、池板孙投切体判断当池财板每卡小时店输出劳电能低于阵列摩峰值寻功率=5袜00敬kW的10波%时，趴切除飞变流存器，顿即此时撤池板本输出像电量余为零。即将器池板雪输出志电能犬（每励小时宁）P与50世0*移10买%相比宅，若P<法50寨0*振10防%=弄50叨KW时，蜘将该凉小时尾输出省电量泊计为连零。5、日发军电量碰计算将24个小捡时的寇发电厅量加塞起来哲即得日发局电量。计算冷一天鱼内每倘小时寺的发睬电量州，以悉及某勾天全揉天发演电量哀。fo宝r循环内部拔计算仪一天24小时理，每词个小睡时的完发电置量，斯外部危求和裁即得纸到一散天的琴发电煤量。池板12般.1耽3日发信电量蹲计算孙数据趴如下阶表所月示故12柴.1唉3这天罚，日乘发电租量P=拘=1兵52惕9.勺39网5k麻W太阳时时角太阳高度角阴影面积百分比池板有效面积（m²）斜面辐射照度（W/㎡)遮挡时池板时辐射量（kW）遮挡池板发电量（kW·h）7-753.780.5722241774.3860.193705343.707351.55618-6015.670.3912232434.4070.33196808.1267121.2199-4526.440.1583573283.550.290667954.42143.16310-3035.430.0330083740.6350.2949551103.32165.49811-1541.62038610.3093221194.293179.14412043.87038610.3150511216.413182.462131541.62038610.3118071203.887180.583143035.430.0466313690.960.3048481125.18168.777154526.440.171983233.8760.306819992.2133148.832166015.670.3912232434.4070.356142866.9933130.04917753.780.2658742891.4910.133983387.409358.1114④年发茂电量抓计算将36胖5天的充发电裳量加奴起来河即得皆年发督电量聚（不做计损日耗）巾。即P1莲=怨=4势9.醋74宝25万kW技.h在La租bV办ie咳w软件盼中用fo栋r循环内部湿自动妥计算勺一年城内每房诚天的狂发电虾量，颜外部庭求和道即可新算出需一年串内发期电量般，除裤去线漫损和庸变流翠器损云耗即钟是光皆伏阵睬列实刮际并防网电系量。④年发握电量制计算已知线损=0被.0滥1变流喂器损谜耗=0剑.0烫3可得着由变竭流器稼发出拿的发烟电量硬：除去勇线损灾的发性电量脑：P2董=P很1*盲(1哭-典)副=4题9.子74丛25搂*(恩1-点0.喂01丛)=贷49衣.2授45蔬1实际誉输出找的发土电量（除优去变裁流器针损耗燥）=P葬1*智(1勤-腰)夕*(各1-向)=4倚9.静74掀25耻*(饭1-镰0.丽01所)(僵1-店0.饥03惧)=哪47子.7叉67秋7⑤项目丹预期牌年发言电量绵与该已软件即计算竖结果吃比较：项目步预期乡丰发电例量：52孩.1嚼66仇6万kW温.h；软件迎计算破结果扰：47啊.7拥67探7万kW水.h；误差劳：8.壮43舒%若不宴考虑畏阴影昨实际袍发电尿：57铅.3带60石2万kW吼.h阴影产损失夺电量技：16里.7望2%总结主要俗是解钱决太速阳能铺池板晃发电忧量计拳算（颈考虑路池板视阴影沟、倾孔角和裕方位搜角）源的问弹题。1、计算令中的重假设梳：1）每个墨小时喘辐射座量的计军算，模假设冶某个演月份封每一衡天的考辐射拥量不诱变，卵等于弄该月辩的月蒸平均盈每日结斜面温太阳匙辐射论量。2）假挣设一勒天每老一时霜刻的骆时均露辐射牵值服邪从正态吨分布，概兔率密旗度为f(坝t)，则猛一天宣某一戚小时悟内（8时）婆时均呀辐射吼量H(原8)与=日均赶辐射川量*f(抖7.止5)到f(村8.瓶5)的积钳分。3）池她板的宝有效移面积沃（除话去阴睁影的号面积哀）每躲一分佳钟都巾会有辱所变还化，锁实际刃计算恨采用算术南平均敲法计算需。例谱如某呢日早远晨8时的东有效届面积S(勿8)跳=[由S(貌7.馆5