影響太陽能光伏發電系統設計的因素

發佈日期: 2013 年 03 月 15 日 0:00 | 作者: | 分類: 綠能知識

設計一個完善的太陽能光伏發電系統需要考慮很多因素、進行各種設計,如電氣性能設計、防雷接地設計、靜電屏蔽設計、機械結構設計等。對地面應用的獨立光伏發電系統來說,最主要的是根據使用要求,決定太陽能電池方陣和蓄電池的容量,以滿足正常工作的需求。光伏發電系統總的設計原則是在保證滿足負載用電需要的前提下,確定最少的太陽能電池元件和蓄電池容量,以儘量減少投資,即同時考慮可靠性及經濟性。

獨立的太陽能光伏系統的設計思路是,先根據用電負載的用電量,確定太陽能電池元件的功率,然後計算蓄電池的容量。但對於並網的太陽能光伏發電系統又有其特殊性,需要確保光伏發電系統運行的穩定性和可靠性,所以在設計時需要注意以下事項。

太陽照在地面太陽能電池方陣上的輻射光的光譜、光強受到大氣層厚度(大氣品質)、地理位置、所在地的氣候和氣象、地形地物等的影響,其能量在一日、一月和一年內都有很大的變化,甚至各年之間的年總輻射能量也有較大的差別。設計者要瞭解太陽能光伏發電系統所在地的經度和緯度,瞭解並掌握使用地的氣象資源,比如月(年)平均太陽能輻照情況。平均氣溫、風雨等資料,根據這些條件可以確定當地的太陽能標準峰值時數(H)和太陽能電池元件的傾斜角與方位角。

由於用途不用,耗電功率、用電時間、對電源可靠性的要求等各不相同。有的用電設備有固定的耗電規律,有些負載用電則沒有規律。而太陽能光伏系統輸出功率的大小直接影響著整個系統的參數。太陽能電池方陣的光電轉換效率受到太陽能電池本身的溫度、太陽光強和蓄電池浮充電壓的影響,而這三者在一天內都會發生變化,所以太陽能電池方陣的光電轉換效率也是變數,因而太陽能電池方陣的輸出功率也隨著這些因素的改變而發現一些波動。

太陽能光伏系統工作的時間是決定太陽能光伏系統中太陽能電池元件大小的核心參數,通過確定工作時間,可以初步計算負載每天的功耗和與之相應的太陽能電池元件的充電電流。

太陽能光伏系統使用地的連續陰雨天數,決定了蓄電池容量的大小及陰雨天過後恢復蓄電池容量所需要的太陽能電池元件功率。確定兩個連續陰雨天之間的間隔天數,可以決定系統在一個連續陰雨天過後充滿蓄電池所需的太陽能電池組件功率。

蓄電池工作的浮充電狀態下,其電壓隨太陽能電池方陣發電量和負載用電量的變化而變化。蓄電池提供的能量還受環境溫度的影響。

太陽能電池充、放電控制器。逆變器由電子元器件組成,他本身運行時具有能耗,影響其工作的效率,控制器、逆變器所選用元器件的性能、品質等也關係到耗能的大小,從而影響到光伏發電系統的效率。

設計太陽能光伏發電系統的任務是在太陽能電池方陣所處的環境條件下(即現場的地理位置、太陽輻射能、氣候、氣象、地形和地物等)保證所選擇的太陽能電池方陣、蓄電池、控制器、逆變器、可以使構成的電源系統既具有高的經濟效益,又保證系統的高可靠性。

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