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光伏组件方阵的容量及串并联连接的设计方法 光伏组件方阵设计 ?? 如何设计光伏组件的大小以及光伏组件方阵的排布连接，是光伏系统设计中最重要的一环。这个步骤决定了用户60%的成本投入是否产生浪费或者是否不足。下面我们就来详细介绍光伏组件方阵的设计原理和案例。 一、基本公式??? 光伏组件设计的基本思想就是满足年平均日负载的用电需求。计算光伏组件的基本方法是用负载平均每天所需要的能量（安时数）除以一块光伏组件在一天中可以产生的能量（安时数），这样就可以算出系统需要并联的光伏组件数，使用这些组件并联就可以产生系统负载所需要的电流。将系统的标称电压除以光伏组件的标称电压，就可以得到系统需要串联的光伏组件数，使用这些光伏组件串联就可以产生系统负载所需要的电压。基本计算公式如下： ???????????????? 日平均负载（AH）并联的组件数量＝------------------? ???????????????? 组件日输出（AH）????????????????? 系统电压（V）串联组件数量 ＝ --------------- ???????????????? 组件电压（V） 二、光伏组件方阵设计的修正??? 光伏组件的输出，会受到一些外在因素的影响而降低，根据上述基本公式计算出的光伏组件，在实际情况下通常不能满足光伏系统的用电需求，为了得到更加正确的结果，有必要对上述基本公式进行修正。 1、将光伏组件输出降低10％??? 在实际情况工作下，光伏组件的输出会受到外在环境的影响而降低。泥土、灰、积雪的覆盖和组件性能的慢慢衰减都会降低光伏组件的输出。另外，逆变器的转换效率，以及电缆等系统内设备的损耗也会影响光伏组件实际输出的电流。??? 通常的做法就是在计算的时候减少光伏组件的输出10％来解决上述的不可预知和不可量化的因素。我们可以将这看成是光伏系统设计时需要考虑的工程上的安全系数。设计上留有一定的余量将使得系统可以年复一年地长期正常使用。 2、将负载增加10％以应付蓄电池的库仑效率??? 在蓄电池的充放电过程中，铅酸蓄电池会电解水，产生气体逸出，这也就是说光伏组件产生的电流中将有一部分不能转化储存起来而是耗散掉。所以可以认为必须有一小部分电流用来补偿损失，我们用蓄电池的库仑效率来评估这种电流损失。不同的蓄电池其库仑效率不同，通常可以认为有5～10％的损失，所以保守设计中有必要将光伏组件的功率增加10％以抵消蓄电池的耗散损失。 2、根据光伏组件电池片的串联数量选择合适的光伏组件??? 光伏组件的日输出与光伏组件中电池片的串联数量有关。电池片在光照下的电压会随着温度的升高而降低，从而导致光伏组件的电压会随着温度的升高而降低。根据这一物理现象，光伏组件生产商根据光伏组件工作的不同气候条件，设计了不同的组件。以下以36片串联组件与33片串联组件为例说明。??? 36片光伏组件主要适用于高温环境应用。36片光伏组件的串联设计使得光伏组件即使在高温环境下也可以在Imp附近工作。通常，使用的蓄电池系统电压为12V，36片串联就意味着在标准条件（25℃）下光伏组件的Vmp为17V，大大高于充电所需的12V电压。当这些光伏组件在高温下工作时，由于高温光伏组件的损失电压约为2V，这样Vmp为15V，即使在最热的气候条件下也足够可以给各种类型的蓄电池充电。采用36片串联的光伏组件最好是应用在炎热地区，也可以使用在安装了峰值功率跟踪设备的系统中，这样可以最大限度的发挥光伏组件的潜力。??? 33片串联的光伏组件适宜于在温和气候环境下使用。33片串联就意味着在标准条件（25℃）下光伏组件的Vmp为16V，稍高于充电所需的12V电压。当这些光伏组件在40-45℃下工作时，由于高温导致光伏组件损失电压约为1V，这样Vmp为15V，也足够可以给各种类型的蓄电池充电。但如果在非常热的气候条件下工作，光伏组件电压就会降低更多。如果到50℃或者更高，电压会降低到14V或者以下，就会发生电流输出降低。这样对光伏组件没有害处，但是产生的电流就不够理想，所以33片串联的光伏组件最好用在温和气候条件下。 ??? 但是，使用峰值日照时数方法存在一些缺点，因为在峰值小时方法中做了一些简化，导致估算结果和实际情况有一定的偏差。??? 首先，光伏组件输出的温度效应在该方法中被忽略。在计算中对光伏组件的Imp要进行补偿。因为在工作的时候，蓄电池两端的电压通常是稍微低于Vmp，这样光伏组件输出电流就会稍微高于Imp，使用Imp作为光伏组件的输出就会比较保守。这样，温度效应对于由较少的电池片串联的光伏组件输出的影响就比对由较多的电池片串联的光伏组件的输出影响要大，特别是在高温环境下。对于所有的光伏组件，在寒冷气候的预计会更加准确。??? 其次，在峰值日照时数方法