太阳能光伏发电的影响因素分析

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 设计一个完善的太阳能光伏发电系统需要考虑很多因素、进行各种设计,如电气性能设计、防雷接地设计、静电屏蔽设计、机械结构设计等。对地面应用的独立光伏发电系统来说,最主要的是根据使用要求,决定太阳能电池方阵和蓄电池的容量,以满足正常工作的需求。光伏发电系统总的设计原则是在保证满足负载用电需要的前提下,确定最少的太阳能电池组件和蓄电池容量,以尽量减少投资,即同时考虑可靠性及经济性。

  独立的太阳能光伏系统的设计思路是,先根据用电负载的用电量,确定太阳能电池组件的功率,然后计算蓄电池的容量。但对于并网的太阳能光伏发电系统又有其特殊性,需要确保光伏发电系统运行的稳定性和可靠性,所以在设计时需要注意以下事项。

  太阳照在地面太阳能电池方阵上的辐射光的光谱、光强受到大气层厚度(大气质量)、地理位置、所在地的气候和气象、地形地物等的影响,其能量在一日、一月和一年内都有很大的变化,甚至各年之间的年总辐射能量也有较大的差别。设计者要了解太阳能光伏发电系统所在地的经度和纬度,了解并掌握使用地的气象资源,比如月(年)平均太阳能辐照情况。平均气温、风雨等资料,根据这些条件可以确定当地的太阳能标准峰值时数(H)和太阳能电池组件的倾斜角与方位角。

  由于用途不用,耗电功率、用电时间、对电源可靠性的要求等各不相同。有的用电设备有固定的耗电规律,有些负载用电则没有规律。而太阳能光伏系统输出功率的大小直接影响着整个系统的参数。太阳能电池方阵的光电转换效率受到太阳能电池本身的温度、太阳光强和蓄电池浮充电压的影响,而这三者在一天内都会发生变化,所以太阳能电池方阵的光电转换效率也是变量,因而太阳能电池方阵的输出功率也随着这些因素的改变而发现一些波动。

  太阳能光伏系统工作的时间是决定太阳能光伏系统中太阳能电池组件大小的核心参数,通过确定工作时间,可以初步计算负载每天的功耗和与之相应的太阳能电池组件的充电电流。

  太阳能光伏系统使用地的连续阴雨天数,决定了蓄电池容量的大小及阴雨天过后恢复蓄电池容量所需要的太阳能电池组件功率。确定两个连续阴雨天之间的间隔天数,可以决定系统在一个连续阴雨天过后充满蓄电池所需的太阳能电池组件功率。

  蓄电池工作的浮充电状态下,其电压随太阳能电池方阵发电量和负载用电量的变化而变化。蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。

  太阳能电池充、放电控制器逆变器由电子元器件组成,他本身运行时具有能耗,影响其工作的效率,控制器、逆变器所选用元器件的性能、质量等也关系到耗能的大小,从而影响到光伏发电系统的效率。

  设计太阳能光伏发电系统的任务是在太阳能电池方阵所处的环境条件下(即现场的地理位置、太阳辐射能、气候、气象、地形和地物等)保证所选择的太阳能电池方阵、蓄电池、控制器、逆变器、可以使构成的电源系统既具有高的经济效益,又保证系统的高可靠性。

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