太陽能電板組件按一定數(shù)量串聯(lián)上去,就可獲得所須要的工作電流,然而,太陽能電板組件的串聯(lián)數(shù)必須適當(dāng)。串聯(lián)數(shù)太少,串聯(lián)電流高于蓄電瓶均充電流,方陣就不能對蓄電瓶充電。假如串聯(lián)數(shù)太多使輸出電流遠(yuǎn)低于蓄電瓶均充電流時,蓄電瓶充電電壓也不會有顯著的降低。為此,只有當(dāng)太陽能電板組件的端電流等于合適的蓄電瓶均充電流時,能夠達(dá)到最佳的充電狀態(tài)。太陽能電板組件串聯(lián)數(shù)Ns估算方式如下:
Ns=VR/Voc=(VF+VD+Vc)/Voc(1)
式中:VR為太陽能電板陣列輸出最小電流;Voc為太陽能電板組件的最佳工作電流;VF為蓄電瓶均充電流;蓄電瓶的均充電流和所選的蓄電瓶參數(shù)有關(guān),應(yīng)等于在最低氣溫下所選蓄電瓶單體的最大工作電流減去串聯(lián)的蓄電瓶數(shù)。VD為晶閘管壓降,通常取0.7V;VC為其它質(zhì)數(shù)造成的壓降。
2.太陽能電板組件并聯(lián)數(shù)NP
在確定NP之前,先確定以下相關(guān)量:
①將太陽能電板陣列安裝地點的太陽能日幅射量Ht,轉(zhuǎn)換成在標(biāo)準(zhǔn)光強下的平均日幅射時數(shù)H:
H=Ht×2.778/(2)
式中:2.778/10000(h·m2/kJ)為將日幅射量換算為標(biāo)準(zhǔn)光強(1000W/m2)下的平均日幅射時數(shù)的系數(shù)。
②太陽能電板組件日發(fā)電量Qp:
Qp=Ioc×h×Kop×Cz(3)
式中:Ioc為太陽能電板組件最佳工作電壓;Kop為斜面修正系數(shù);按太陽能電板組件安裝地經(jīng)度不同斜面日幅射量修正系數(shù)Kop取1.09~1.14;Cz為修正系數(shù),主要為組合、衰減、灰塵、充電效率等的損失,通常取0.8。
③兩次最長連續(xù)下雨天之間的最短間隔天數(shù)NW,此數(shù)據(jù)主要考慮要在此段時間內(nèi)蓄電瓶需補充的容量Bcb為:
Bcb=A×Q1×N1(4)
式中:A安全系數(shù),取1.1~1.4;Ql日耗電量,為工作電壓除以日工作小時數(shù);Nl為最長連續(xù)下雨天數(shù)。
④太陽能電板組件并聯(lián)數(shù)Np的估算方式為:
Np=(Bcb+Nw×Q1)/(QP×NW)(5)
上式的抒發(fā)意為并聯(lián)的太陽能電板組組數(shù),在兩次連續(xù)下雨天之間的最短間隔天數(shù)內(nèi)所發(fā)電量,不僅供負(fù)載使用,還需補齊蓄電瓶在最長連續(xù)下雨天內(nèi)所巨虧電量。
⑤太陽能電板陣列的功率估算。依據(jù)太陽能電板組件的串并聯(lián)數(shù),即可得出所需太陽能電板陣列的功率
P=P0×Ns×Np(6)
式中:P0為太陽能電板組件的額定功率。
太陽能電板組件設(shè)計的基本思想就是滿足年平均日負(fù)載的用電需求,估算太陽能電板組件的基本方式是用負(fù)載平均每晚所須要的能量(安時數(shù))乘以一塊太陽能電板組件在三天中可以形成的能量(安時數(shù)),這樣就可以算出系統(tǒng)須要并聯(lián)的太陽能電板組件數(shù),使用這種組件并聯(lián)就可以形成系統(tǒng)負(fù)載所須要的電壓。將系統(tǒng)的標(biāo)稱電流減去太陽能電板組件的標(biāo)稱電流,就可以得到太陽能電板組件須要串聯(lián)的太陽能電板組件數(shù),使用這種太陽能電板組件串聯(lián)就可以形成系統(tǒng)負(fù)載所須要的電流。
太陽能電板組件的輸出,會遭到一些外在誘因的影響而增加,按照上述基本公式估算出的太陽能電板組件,在實際情況下一般不能滿足光伏發(fā)電系統(tǒng)用電的需求,為了得到愈發(fā)正確的結(jié)果,有必要對上述基本公式進(jìn)行修正。
①將太陽能電板組件輸出增加10%。在實際情況工作下,太陽能電板組件的輸出會遭到環(huán)境誘因的影響而增加。泥土、灰塵的覆蓋和組件性能的漸漸衰變就會減少太陽能電板組件的輸出。一般的做法就是在估算的時降低太陽能電板組件的輸出10%,以解決上述的不可預(yù)知和不可量化的誘因。可以將這看成是光伏系統(tǒng)設(shè)計時需考慮的工程安全系數(shù)。又由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行還依賴于天氣狀況,所以有必要對這種誘因進(jìn)行評估,因而設(shè)計上留有一定的余量將使光伏發(fā)電系統(tǒng)可以常年穩(wěn)定安全運行。
②將負(fù)載降低10%以應(yīng)付蓄電瓶的庫侖效率。在蓄電瓶的充放電過程中,鎳鎘蓄電瓶會電解水,形成二氧化碳逸出,這也就是說著太陽能電板組件形成的電壓上將有一部份不能轉(zhuǎn)化為電能存儲上去而是耗散掉。所以可以覺得必須有一小部份電壓拿來補償損失,可用蓄電瓶的庫侖效率來評估這些電壓損失。不同的蓄電瓶其庫侖效率不同,一般可以覺得有5~10%的損失,所以保守的設(shè)計中有必要將太陽能電板組件的功率降低10%以補償蓄電瓶的耗散損失。
考慮到上述誘因,必須修正太陽能電板組件設(shè)計公式,將每晚的負(fù)載乘以蓄電瓶的庫侖效率,這樣就降低了每晚的負(fù)載,實際上給出了太陽能電板組件須要負(fù)擔(dān)的真正負(fù)載;將衰減因子減去太陽能電板組件的日輸出,這樣就考慮了環(huán)境誘因和組件自身衰減引起的太陽能電板組件日輸出的減少,給出了一個在實際情況下太陽能電板組件輸出的保守計算值。
在進(jìn)行太陽能電板組件的設(shè)計估算時,對于全年負(fù)載不變的情況,太陽能電板組件的設(shè)計估算是基于輻照最低的月份。假如負(fù)載的工作情況是變化的,即每位月份的負(fù)載對電力的需求是不一樣的,這么在設(shè)計時采取的最好方式就是根據(jù)不同的季節(jié)或則每位月份分別來進(jìn)行估算,估算出所需的最大太陽能電板組件數(shù)量。一般在秋季、春季和夏季,太陽能電板組件的電能輸出相對較多,而夏季相對較少,并且負(fù)載的需求也可能在冬季比較大,所以在這些情況下只是用年平均或則某一個月份進(jìn)行設(shè)計估算是不確切的電池串聯(lián)和并聯(lián)的區(qū)別電池串聯(lián)和并聯(lián)的區(qū)別,由于,為了滿足每位月份負(fù)載需求而須要的太陽能電板組件數(shù)是不同的,這么就必須根據(jù)每位月所須要的負(fù)載算出該月所必須的太陽能電板組件。其中的最大值就是一年中所須要的太陽能電板組件數(shù)量。比如,在夏季估算出須要的太陽能電板組件數(shù)是10塊,并且在夏天可能只須要5塊,并且為了保證光伏發(fā)電系統(tǒng)全年的正常運行,就不得不安裝較大數(shù)目的太陽能電板組件,即10塊組件來滿足全年的負(fù)載的須要。來源:家電行家