光伏离网系统的计算.pdf

光伏离网系统的计算 光伏系统的规模和应用形式各异，如系统规模跨度很 大，小到几瓦的太阳能庭院灯， 大到 MW 级的太阳能光伏电 站。其应用形式也多种多样，在家用、交通、通信、空间应 用等诸多领域都能得到广泛的应用。尽管光伏系统规模大小 不一，但其组成结构和工作原理基本相同。太阳能发电系统 由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输 出电源为交流 220V 或 110V ，还需要配置逆变器。各部分的 作用为： （一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电 系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部 分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池 中存储起来，或推动负载工作。 （二）太阳能控制器：太阳 能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起 到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合 格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控 开关、时控开关都应当是控制器的可选项； （三）蓄电池： 一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电 池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的 电能储存起来，到需要的时候再释放出来。 （四） 逆变器： 在很多场合， 都需要提供 220VAC 、110VAC 的交流电源。 由 于太阳能的直接输出一般都是 12VDC 、24VDC 、48VDC 。 为能向 220VAC 的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所 发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用 DC-AC 逆 变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到 DC-DC 逆变器，如将 24VDC 的电能转换成 5VDC 的电能 （注 意，不是简单的降压） 。光伏系统的设计包括两个方面：容 量设计和硬件设计。在进行光伏系统的设计之前，需要了解 并获取一些进行计算和选择必需的基本数据：光伏系统现场 的地理位置，包括地点、纬度、经度和海拔；该地区的气象 资料，包括逐月的太阳能总辐射量、直接辐射量以及散射辐 射量，年平均气温和最高、最低气温，最长连续阴雨天数， 最大风速以及冰雹、降雪等特殊气象情况等。蓄电池的设计 包括蓄电池容量的设计计算和蓄电池组的串并联设计。首 先，给出计算蓄电池容量的基本方法。 （1）基本公式 I.第一 步，将每天负载需要的用电量乘以根据实际情况确定的自给 天数就可以得到初步的蓄电池容量。 II. 第二步， 将第一步得 到的蓄电池容量除以蓄电池的允许最大放电深度。因为不能 让蓄电池在自给天数中完全放电，所以需要除以最大放电深 度，得到所需要的蓄电池容量。最大放电深度的选择需要参 考光伏系统中选择使用的蓄电池的性能参数，可以从蓄电池 供应商得到详细的有关该蓄电池最大放电深度的资料。通常 情况下，如果使用的是深循环型蓄电池，推荐使用 80%放电 深度（ DOD ）；如果使用的是浅循环蓄电池，推荐选用使用 50%DOD 。设 蓄电池的容量 BC 计算公式为： BC=A ×QL ×NL ×TO ／CCAh(1) 式中： A 为安全系数，取 1.1～ 1.4 之间； QL 为负载日平均耗电量，为工作电流乘以日工作小时数； NL 为最长连续阴雨天数； TO 为温度修正系数， 一般在 0℃以上取 1，－10℃以上取 1.1， －10℃以下取 1.2； CC 为蓄电池放电深度，一般铅酸蓄电池取 0.75 ，碱性镍