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編者按：光伏發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模和應(yīng)用形式各異，如系統(tǒng)規(guī)?？缍群艽螅〉綆淄叩奶柲芡ピ簾?，大到MW級的太陽能光伏電站。光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池(組)組成。如輸出電源為交流220V或110V，還需要配置逆變器。

其應(yīng)用形式也多種多樣，在家用、交通、通信、空間應(yīng)用等諸多領(lǐng)域都能得到廣泛的應(yīng)用。盡管光伏系統(tǒng)規(guī)模大小不一，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。

光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池(組)組成。如輸出電源為交流220V或110V，還需要配置逆變器。各部分的作用為：

(一) 太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負(fù)載工作。

(二) 太陽能控制器：太陽能控制器的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋Ｆ渌郊庸δ苋绻饪亻_關(guān)、時控開關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng);

(三) 蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。

(四) 逆變器：在很多場合，都需要提供220VAC、110VAC的交流電源。由于太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。在某些場合，需要使用多種電壓的負(fù)載時，也要用到DC-DC逆變器，如將24VDC的電能轉(zhuǎn)換成5VDC的電能(注意，不是簡單的降壓)。

光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計包括兩個方面：容量設(shè)計和硬件設(shè)計。

在進(jìn)行光伏系統(tǒng)的設(shè)計之前，需要了解并獲取一些進(jìn)行計算和選擇必需的基本數(shù)據(jù)：光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)場的地理位置，包括地點(diǎn)、緯度、經(jīng)度和海拔;該地區(qū)的氣象資料，包括逐月的太陽能總輻射量、直接輻射量以及散射輻射量，年平均氣溫和最高、最低氣溫，最長連續(xù)陰雨天數(shù)，最大風(fēng)速以及冰雹、降雪等特殊氣象情況等。

蓄電池的設(shè)計包括蓄電池容量的設(shè)計計算和蓄電池組的串并聯(lián)設(shè)計。首先，給出計算蓄電池容量的基本方法。

(1)基本公式

I.第一步，將每天負(fù)載需要的用電量乘以根據(jù)實(shí)際情況確定的自給天數(shù)就可以得到初步的蓄電池容量。

II. 第二步，將第一步得到的蓄電池容量除以蓄電池的允許最大放電深度。因?yàn)椴荒茏屝铍姵卦谧越o天數(shù)中完全放電，所以需要除以最大放電深度，得到所需要的蓄電池容量。最大放電深度的選擇需要參考光伏發(fā)電系統(tǒng)中選擇使用的蓄電池的性能參數(shù)，可以從蓄電池供應(yīng)商得到詳細(xì)的有關(guān)該蓄電池最大放電深度的資料。通常情況下，如果使用的是深循環(huán)型蓄電池，推薦使用80%放電深度(DOD);如果使用的是淺循環(huán)蓄電池，推薦選用使用50%DOD。設(shè)計蓄電池容量的基本公式見下：

自給天數(shù) X 日平均負(fù)載

蓄電池容量 = - 最大放電深度

這些當(dāng)然都沒有修正，以下為正確計算公式：

蓄電池的容量BC計算公式為：

BC=A×QL×NL×TO/CCAh(1)

式中：A為安全系數(shù)，取1.1～1.4之間;

QL為負(fù)載日平均耗電量，為工作電流乘以日工作小時數(shù);

NL為最長連續(xù)陰雨天數(shù);

TO為溫度修正系數(shù)，一般在0℃以上取1，-10℃以上取1.1，-10℃以下取1.2;

CC為蓄電池放電深度，一般鉛酸蓄電池取0.75，堿性鎳鎘蓄電池取0.85。

下面我們介紹確定蓄電池串并聯(lián)的方法。每個蓄電池都有它的標(biāo)稱電壓。為了達(dá)到負(fù)載工作的標(biāo)稱電壓，我們將蓄電池串聯(lián)起來給負(fù)載供電，需要串聯(lián)的蓄電池的個數(shù)等于負(fù)載的標(biāo)稱電壓除以蓄電池的標(biāo)稱電壓。