光伏發(fā)電系統(tǒng)所需光伏組件容量計(jì)算的基本思想是產(chǎn)消平衡,即光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量需與負(fù)載的用電量大致相等。
一、基本計(jì)算方法及其修正
(1)基本計(jì)算方法
該方法采用負(fù)載平均每日所需的能量(該能量以安時(shí)數(shù)為單位)除以一塊光伏組件每日可產(chǎn)生的能量(該能量以安時(shí)數(shù)為單位)計(jì)算系統(tǒng)需要并聯(lián)的光伏組件數(shù)量,使用此數(shù)目的光伏組件并聯(lián)可產(chǎn)生負(fù)載所需的電流。
該方法采用負(fù)載的標(biāo)稱(chēng)電壓(開(kāi)路電壓)除以太陽(yáng)能電池組件的標(biāo)稱(chēng)電壓計(jì)算需要串聯(lián)的光伏組件數(shù)量,使用此數(shù)目的光伏組件串聯(lián)可產(chǎn)生負(fù)載所需的電壓。
基本計(jì)算方法的公式如下:
1)組件并聯(lián)數(shù)=負(fù)載日平均用電量(A·h)/光伏組件日平均發(fā)電量(A·h)
2)組件串聯(lián)數(shù) =負(fù)載工作電壓(V)×1.43/組件峰值電壓(V)(該式中的1.43是負(fù)載峰值電壓與工作電壓的比值)
其中,光伏組件日平均發(fā)電量=光伏組件峰值電流(A)×峰值日照時(shí)數(shù)(h)。
在計(jì)算光伏組件的并聯(lián)數(shù)時(shí),如果負(fù)載用電量的單位為W·h,應(yīng)按下式將以W·h為單位的數(shù)值轉(zhuǎn)化為以A·h為單位的數(shù)值:
負(fù)載平均用電量(A·h)=負(fù)載日平均用電量(W·h)/系統(tǒng)工作電壓。
根據(jù)以上公式設(shè)計(jì)的光伏陣列總功率=組件并聯(lián)數(shù)×組件串聯(lián)數(shù)×選定組件的峰值輸出功率。
(2)修正光伏組件數(shù)量的計(jì)算
因?yàn)楣夥M件輸出的能量受一些外在因素的影響而降低,所以根據(jù)上述基本公式計(jì)算出的結(jié)果需被修正。
1)修正光伏組件的實(shí)際功率
一般,通過(guò)將單一光伏組件可提供的功率的理論值減少10%以接近光伏組件的實(shí)際可提供功率。
2)修正逆變器效率
一般,逆變器轉(zhuǎn)換的能量損失按10%計(jì)算。如果負(fù)載是直流負(fù)載,可不計(jì)算逆變器的能量損失。
3)修正蓄電池?fù)p耗
當(dāng)需保守設(shè)計(jì)時(shí),需將所需的光伏發(fā)電系統(tǒng)功率增加10%,以抵消蓄電池的耗散損失。
(3)實(shí)用計(jì)算公式
組件并聯(lián)數(shù)=負(fù)載日平均發(fā)電量(A·h)/[光伏組件平均發(fā)電量(A·h)×充電效率×組件損耗系數(shù)×逆變效率]
組件串聯(lián)數(shù)=系統(tǒng)工作電壓 (V)×1.43/組件峰值電壓(V)
二、直接運(yùn)用功率的計(jì)算方法
該計(jì)算方法的公式如下:
P=P0×t×Q/(η×T)
其中:
P代表光伏組件(陣列)的峰值功率,單位是W;
P0代表負(fù)載的功率,單位是W;
t代表負(fù)載每日的用電小時(shí)數(shù),單位是h;
η代表系統(tǒng)的效率,包括組件失配效率、控制器效率、蓄電池效率、逆變器效率、導(dǎo)線傳輸效率等(一般值可為0.7左右);
T代表當(dāng)?shù)氐娜掌骄逯等照諘r(shí)數(shù),單位是h;
Q代表連續(xù)陰雨期富余系數(shù),即多余發(fā)電量,用于儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi),數(shù)值一般處于1.2~2之間。
計(jì)算出光伏組件(陣列)的峰值功率后,再結(jié)合光伏控制器輸入控制路數(shù)、系統(tǒng)工作電壓等配置組件的串、并聯(lián)的數(shù)量。
三、基于峰值日照時(shí)數(shù)的計(jì)算方式
基于峰值日照時(shí)數(shù)計(jì)算較簡(jiǎn)單,該方法主要用于小型獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的快速設(shè)計(jì)與計(jì)算。具體公式為:
光伏組件功率=負(fù)載功率×用電時(shí)數(shù)×損耗系數(shù)/當(dāng)?shù)胤逯等照諘r(shí)數(shù)
其中,光伏組件功率、負(fù)載功率單位為W,用電時(shí)數(shù)、當(dāng)時(shí)峰值日照時(shí)數(shù)單位為h。損耗系數(shù)主要包括線路損耗、控制器接入損耗、光伏組件玻璃表面臟污、安裝傾角不能照顧冬季和夏季等因素?fù)p耗,損耗系數(shù)可根據(jù)需要在1.6~ 2之間選取。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:光伏發(fā)電工程相關(guān)介紹(23)——光伏發(fā)電系統(tǒng)所需光伏組件容量的計(jì)算
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