……光伏发电系统计算方法

光伏发电系统计算方法

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。设计蓄电池容量的基本公式见下：