1-5 太阳能光伏发电系统的容量设计.ppt

3.2.3发电系统的类型、安装场所和方式 发电系统的类型就是指所设计的发电系统是独立发电系统，还是并网发电系统或者是太阳能发电与市电互补系统。 发电系统的安装主要是指太阳能电池组件或太阳能电池方阵的安装，其安装场所和方式可分为杆柱安装、地面安装、屋顶安装、山坡安装、建筑物墙壁安装及建材一体化安装等。 (1)杆柱安装 杆柱安装是将太阳能光伏系统安装在由金属、混凝土以及木制的杆、柱子、塔上等，如太阳能路灯、高速公路监控摄像等。 (2)地面安装 地面安装就是在地面打好基础，然后在基础上安装倾斜支架，太阳能电池组件固定到支架上，有时也可利用山坡等的斜面直接做基础和支架安装电池组件。 (3)屋顶安装 屋顶安装大致分为两种： 一种是以屋顶为支撑物，在屋顶上通过支架或专用构件将电池组件固定组成方阵，组件与屋顶间留有一定间隙用于通风散热； 另一种是将电池组件直接与屋顶结合形成整体，也叫光伏方阵与屋顶的集成，如光电瓦、光电采光顶等 (4)墙壁安装 与屋顶安装一样，墙壁安装也大致分为两种： 第一种是以墙壁为支撑物，在墙壁上通过支架或专用构件将电池组件固定组成方阵，也就是把太阳能组件方阵外挂到建筑物不采光部分的墙壁上； 另一种是将光伏组件做成光伏幕墙玻璃和光伏采光玻璃窗等光伏建材一体化材料，作为建筑物外墙和采光窗户材料，直接应用到建筑物墙壁上，形成光伏组件与建筑物墙壁的集成 3.3太阳能光伏发电系统容量的设计与计算 太阳能光伏发电系统容量的设计与计算的主要内容是： (1)太阳能电池组件功率和方阵构成的设计与计算； (2)蓄电池的容量与蓄电池组合的设计与计算。 下面就介绍太阳能电池组件与蓄电池的设计与计算方法，并提供几种计算公式，以不同的太阳能辐射资源参数为依据进行计算。 3.3.1 设计的基本思路 太阳能电池组件的设计原则是要满足平均天气条件（太阳辐射量）下负载每日用电量的需求，也就是说太阳能电池组件的全年发电量要等于负载全年用电量。 因为天气条件有低于和高于平均值的情况，因此，设计太阳能电池组件要满足光照最差、太阳能辐射量最小季节的需要。 如果只按平均值去设计，势必造成全年三分之一多时间的光照最差季节蓄电池的连续亏电。蓄电池长时间处于亏电状态将造成蓄电池的极板硫酸盐化，使蓄电池的使用寿命和性能受到很大影响，整个系统的后续运行费用也将大幅度增加。 设计时也不能考虑为了给蓄电池尽可能快地充满电而将太阳能电池组件设计得过大，这样在一年中的绝大部分时间里太阳能电池的发电量会远远大于负载的用电量，造成太阳能电池组件的浪费和系统整体成本的过高。 因此，太阳能电池组件设计的最好办法就是使太阳能电池组件能基本满足光照最差季节的需要，就是在光照最差的季节蓄电池也能够基本上天天充满电。 在有些地区，最差季节的光照度远远低于全年平均值，如果还按最差情况设计太阳能电池组件的功率，那么在一年中的其他时候发电量就会远远超过实际所需，造成浪费。 这时只能考虑适当加大蓄电池的设计容量，增加电能储存，使蓄电池处于浅放电状态，弥补光照最差季节发电量的不足对蓄电浊造成的伤害。 有条件的地方还可以考虑采取风力发电与太阳能发电互相补充（简称风光互补）及市电互补等措施，达到系统整体综合成本效益的最佳。 3.3.2太阳能电池组件及方阵的设计方法 太阳能电池组件的设计就是满足负载年平均每日用电量的需求。 设计和计算太阳能电池组件大小的基本方法就是用负载平均每天所需要的用电量（单位：安时或瓦时）为基本数据，以当地太阳能辐射资源参数如峰值日照时数、年辐射总量等数据为参照，并结合一些相关因素数据或系数综合计算而得出的。 在设计和计算太阳能电池组件或组件方阵时，一般有两种方法。 一种方法是根据上述各种数据直接计算出太阳能电池组件或方阵的功率，根据计算结果选配或定制相应功率的电池组件，进而得到电池组件的外形尺寸和安装尺寸等。这种方法一般适用于中小型光伏发电系统的设计。 另一种方法是先选定尺寸符合要求的电池组件，根据该组件峰值功率、峰值工作电流和曰发电量等数据，结合上述数据进行设计计算，在计算中确定电池组件的串、并联数及总功率。这种方法适用于中大型光伏发电系统的设计。 下面以第二种方法为例介绍一个常用的太阳能电池组件的设计计算公式和方法，其他计算公式和方法将茌在下一节中分别介绍。 1．基本计算方法 计算太阳能电池组件的基本方法是用负载平均每天所消耗的电量(Ah)除以选定的电池组件在一天中的平均发电量(Ah)，就算出了整个系统需要并联的太阳能电池组件数量。 这些组件的并联输出电流就是系统负载所需要的电流。具体公式为： 其中，组件日平均发电量=组件峰值工作电流(A)×峰值日照时数(h) 再将系统的工作电压除以太阳能电池组件的峰值工作电压，