光伏发电系统设计计算方法.doc

光伏发电系统设计与简易计算方法 乛、離网(独立)?型光伏发电系统 (一)?前言： 光伏发电系统的设计与计算涉及的影响因素较多，不仅与光伏电站所在地区的光照条件、地理位置、气侯条件、空气质量有关，也与电器负荷功率、用电时间有关，还与需要確保供电的阴雨天数有关，其它尚与光伏组件的朝向、倾角、表面清洁度、环境温度等等因素有关。而这些因素中，例如光照条件、气候、电器用电状况等主要因素均极不稳定，因此严格地讲，離网光伏电站要十分严格地保持光伏发电量与用电量之间的始终平衡是不可能的。離网电站的设计计算只能按统计性数据进行设计计算，而通过蓄电池电量的变化调节两者的不平衡使之在发电量与用电量之间达到统计性的平衡。 (二)?设计计算依椐： 光伏电站所在地理位置(緯度)?、年平均光辐射量F或年平均每日辐射量f(f=F/365) (详见表1) 我国不同地区水平面上光辐射量与日照时间资料? ?表1 ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ??? 地区类?别 地? ?? ???区 年平均光辐射量F 年平均光照时间H(小时) 年平均每天辐射量f(MJ/m2) 年平均每天光照时间h (小时) 年平均每天1kw/m2峰? ?? ?? ???光照时间h1 (小时) MJ/m2 . Kwh/m2 一 宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、西藏西部、(印度、巴基斯坦北部) 6680-8400 1855-2333 3200-3300 18.3-23.0 8.7-9.0 5.0-6.3 二?? 河北西北部、山西北部、内蒙南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部、新疆西部 5852-6680 1625-1855 3000-3200 16.0-18.3 8.2-8.7 4.5-5.1 三 山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、江苏北部、安徽北部、台湾西南部 5016-5852 1393-1625 2200-3000 13.7-16.0 6.0-8.2 3.8-4.5 四 湖南、湖北、广西、江西、淅江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、台湾东北部 4190-5016 1163-1393 1400-2200 11.5-13.7 3.8-6.0 3.2-3.8 五 四川、贵州 3344-4190 928-1163 1000-1400 9.16-11.5 2.7-3.8 2.5-3.2 注：1)1 kwh=3.6MJ；亻 2)f=F(MJ/m2 )/365天； 3)h=H/365天； 4) h1=F(KWh)/365(天)/1000(kw/m2 )??(小时)?； 3)? ?? ?? ?? ?? ?? ?5)表中所列为各地水平面上的辐射量，在倾斜光伏组件上的辐射量比水平面上辐射量多。 设y=倾斜光伏组件上的辐射量/水平面上辐射量=1.05—1.15。故设计计算倾斜光伏组件面上辐射量时应乘以量量时应乘以y。 2.?各种电器负荷电功率w及其每天用电时间t； 3.?確保阴雨天供电天数d； 4.?蓄电池放电深度DOD(蓄电池放电量与总容量之比)?； (三)?设计计算： 1.?每天电器用电总量Q： ? ?? ?Q=( W1×t1十W2×t2十----------)? ? (kwh) 2.?光伏组件总功率Pm： Pm= a×Q/F×y×η/365×3.6×1 或Pm=a×Q/f×y×η/3.6×1 或Pm= (a×Q/h1×y×η?)? ?(kwp) ? ?Pm----光伏组件峰值功率，单位：WP?或K WP (标定条件：光照强度1000W/m2，温度25，大气质量AM1.5) a-----全年平均每天光伏发电量与用电量之比 此值? ? 1≤a≤d η-----发电系统综合影响系数(详见表2) ? ?光伏发电系统各种影响因素分析表? ?? ??表2 系数代号 系数名称 损失率 备? ??注 ? ???η1 组件表面清洁度损失 约3% ? ???η2 温升损失 ??0.4%/℃ η3? ?? ?? ? 方阵组合损失 ??约?3% ? ???η4?? 最大功率点偏离损失 ??约?4% η5? ??? 组件固定倾角损失 ??约?8% η6? ? 逆变器效率 ? ? 85-93% η7 线? ???损 ? ?约?3% η8 蓄电池过充保护损失 ? ?约3% η9 充电控制器损耗 ? ?约?8% η10 蓄电池效率 ??80-90% 合计η 1)? ?? ??离网交流系统 2)? ?? ??离网直流系统 3)? ?? ??并网系统 η1 ----------η10 η1 ----η5*η7 ---η10 η1 -----η7 η=52-56% η=59-63% η=72-78% 3.?蓄电池容量C： C=d×Q/DOD