太陽能電板組件按一定數量串聯上去,就可獲得所須要的工作電流,然而,太陽能電板組件的串聯數必須適當。串聯數太少,串聯電流高于蓄電瓶均充電流,方陣就不能對蓄電瓶充電。假如串聯數太多使輸出電流遠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,能夠達到最佳的充電狀態。太陽能電板組件串聯數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有關,應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的蓄電瓶數。VD為晶閘管壓降,通常取0.7V;VC為其它質數造成的壓降。
2.太陽能電板組件并聯數NP
在確定NP之前,先確定以下相關量:
①將太陽能電板陣列安裝地點的太陽能日幅射量Ht,轉換成在標準光強下的平均日幅射時數H:
H=Ht×2.778/(2)
式中:2.778/10000(h·m2/kJ)為將日幅射量換算為標準光強(1000W/m2)下的平均日幅射時數的系數。
②太陽能電板組件日發電量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;按太陽能電板組件安裝地經度不同斜面日幅射量修正系數Kop取1.09~1.14;Cz為修正系數,主要為組合、衰減、灰塵、充電效率等的損失,通常取0.8。
③兩次最長連續下雨天之間的最短間隔天數NW,此數據主要考慮要在此段時間內蓄電瓶需補充的容量Bcb為:
Bcb=A×Q1×N1(4)
式中:A安全系數,取1.1~1.4;Ql日耗電量,為工作電壓除以日工作小時數;Nl為最長連續下雨天數。
④太陽能電板組件并聯數Np的估算方式為:
Np=(Bcb+Nw×Q1)/(QP×NW)(5)
上式的抒發意為并聯的太陽能電板組組數,在兩次連續下雨天之間的最短間隔天數內所發電量,不僅供負載使用,還需補齊蓄電瓶在最長連續下雨天內所巨虧電量。
⑤太陽能電板陣列的功率估算。依據太陽能電板組件的串并聯數,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。
太陽能電板組件設計的基本思想就是滿足年平均日負載的用電需求,估算太陽能電板組件的基本方式是用負載平均每晚所須要的能量(安時數)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),這樣就可以算出系統須要并聯的太陽能電板組件數,使用這種組件并聯就可以形成系統負載所須要的電壓。將系統的標稱電流減去太陽能電板組件的標稱電流,就可以得到太陽能電板組件須要串聯的太陽能電板組件數,使用這種太陽能電板組件串聯就可以形成系統負載所須要的電流。
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電系統用電的需求,為了得到愈發正確的結果,有必要對上述基本公式進行修正。
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知和不可量化的誘因??梢詫⑦@看成是光伏系統設計時需考慮的工程安全系數。又由于光伏發電系統的運行還依賴于天氣狀況,所以有必要對這種誘因進行評估,因而設計上留有一定的余量將使光伏發電系統可以常年穩定安全運行。
②將負載降低10%以應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計公式,將每晚的負載乘以蓄電瓶的庫侖效率,這樣就降低了每晚的負載,實際上給出了太陽能電板組件須要負擔的真正負載;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。
在進行太陽能電板組件的設計估算時,對于全年負載不變的情況,太陽能電板組件的設計估算是基于輻照最低的月份。假如負載的工作情況是變化的,即每位月份的負載對電力的需求是不一樣的,這么在設計時采取的最好方式就是根據不同的季節或則每位月份分別來進行估算,估算出所需的最大太陽能電板組件數量。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行設計估算是不確切的電池串聯和并聯的區別電池串聯和并聯的區別,由于,為了滿足每位月份負載需求而須要的太陽能電板組件數是不同的,這么就必須根據每位月所須要的負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量。比如,在夏季估算出須要的太陽能電板組件數是10塊,并且在夏天可能只須要5塊,并且為了保證光伏發電系統全年的正常運行,就不得不安裝較大數目的太陽能電板組件,即10塊組件來滿足全年的負載的須要。來源:家電行家