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太阳能电池光伏系统直接负载特性实验说明

发布时间:2020-12-30 07:37:08

作者:山东华铄

蓄电池组容量计算
蓄电池的储能作用对保护连续供电是十分重要的。在一年内,光伏方阵发电量在各个月份有很大差别,方阵的发电量不能满足用电需要的月份,要靠蓄电池的电能给予补给:在超过用电需要月份,靠蓄电池将多余的电能存储起来,所以方阵发电量的不足和过剩值,是确定蓄电池容量的依据之一。同样,连续阴雨天期间的负载用电量也必须从蓄电池取得。所以在这期间的耗电量也是确定蓄电池容量的因数之一。
因此,蓄电池的容量计算公式为:
Bc=KQLNLTO/Cc(Ah)
式中:K为安全系数,取1.1~1.4;QL为负载日平均耗电量,即等于工作电流乘以日工作小时数;NL为最长连续阴雨天数;TO为温度修正系数,一般在0℃以上取1,-10℃以上取1.1,-10℃以下取1.2;Cc为蓄电池放电深度,一般铅蓄电池取0.75,碱性镍镉蓄电池取0.85。
太阳能电池阵列设计
太阳能组件串联数Ns
将太阳能电池组件按一定数目串联起来,就要以获得所需要的工作电压。另外,太阳能电池方阵对蓄电池充电时,太阳能电池组件的串联数必须适当。如果串联数太少,串联电压低于蓄电池浮充电压,方阵就不能对蓄电池充电。当串联组件的输出电压远高于浮充电压时,充电电流也不会有明显的增加。因此,只有当太阳能电池组件的串联电压等于合适的浮充电压时,才能达到最佳的充电状态。
计算方法如下:
Ns=UR/UDC=(Uf+UD+Uc)/UDC
式中:UR为太阳能电池方阵输出最小电压;UDC为太阳能电池组件的最佳工作电压;Uf为蓄电池充电压;UD为二极管压降,一般取0.7V;Uc为其他因数引起的压降。
蓄电池的浮充电和所选的蓄电池参数有关,应等于在最低温度下所选蓄电池单体的最大工作电压乘以串联的电池数。
太阳能电池组件并联数量NP
在确定这个问题之前,先确定其相关的计算方法。
1.将太阳能电池方阵安装地点的太阳能日辐射景H,转换成在标准光强下的平均日辐射时数H(日照射量见表2):
H=H1×2.778/10000(h)
式中:2.778/10000为将日辐射量换算为标准光强(1000W/m2)下的平均日辐射时数的系数。
2.太阳能电池组件日发电量QP:
QP=IOCHKOPC7(Ah)
式中:IOC为太阳能电池组件最佳工作电流,KOP为斜面修正系数(日照射量见表);C7为修正系数,主要为组合、衰减、灰尘、充电效率等的损失,一般取0.8.
两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数Nw(一般取Nw=30天)。
主要考虑要在此时间内将亏损的蓄电池电量补充起来,需要补充的蓄电池电池容量为:
Bcb=KQLNL(Ah)
QL=P/VL×N
太阳能电池组件并联数NP计算方法:
NP=(Bcb+NWQL)/(QPND)
表达式意为:并联所用太阳能电池组件数是在连续阴雨天之间的最短间隔天数内所发电量,不仅供负载耗电使用,还需补足蓄电池在最长连续阴雨天内所亏损电量。
太阳能电池方阵的功率计算:
根据太阳能电池组件的串联数,即可以得出所需要太阳能电池方阵的功率
P=PONSNP(W)
式中:PO为太阳能电池组件的额定功率。

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