5.6.4太阳能电池方阵设计

　　（1）太阳能电池组件串联数Ns

　　太阳能电池组件按一定数目串联起来，就可获得所需要的工作电压，但是，太阳能电池组件的串联数必须适当。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。如果串联数太多使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/Uoc=（Uf＋UD＋Uc）/Uoc（2）式中：UR为太阳能电池方阵输出最小电压；Uoc为太阳能电池组件的最佳工作电压；Uf为蓄电池浮充电压；UD为二极管压降，一般取0.7V；UC为其它因数引起的压降。

　　表1我国主要城市的辐射参数表

　　城市      纬度Φ  日辐射量Ht   最佳倾角Φop  斜面日辐射量  修正系数Kop 中华太阳能
　　哈尔滨    45.68     12703       Φ＋3            15838         1.1400 21
　　长春      43.90     13572       Φ＋1            17127         1.1548 wm
　　沈阳      41.77     13793       Φ＋1            16563         1.0671 21
　　北京      39.80     15261       Φ＋4            18035         1.0976 2 n
　　天津      39.10     14356       Φ＋5            16722         1.0692 ww
　　呼和浩特  40.78     16574       Φ＋3            20075         1.1468 2 
　　太原      37.78     15061       Φ＋5            17394         1.1005 2 m
　　乌鲁木齐  43.78     14464       Φ＋12           16594         1.0092   
　　西宁      36.75     16777       Φ＋1            19617         1.1360   
　　兰州      36.05     14966       Φ＋8            15842         0.9489 2 
　　银川      38.48     16553       Φ＋2            19615         1.1559   
　　西安      34.30     12781       Φ＋14           12952         0.9275   
　　上海      31.17     12760       Φ＋3            13691         0.9900 2 
　　南京      32.00     13099       Φ＋5            14207         1.0249 m 
　　合肥      31.85     12525       Φ＋9            13299         0.9988 2 n
　　杭州      30.23     11668       Φ＋3            12372         0.9362   
　　南昌      28.67     13094       Φ＋2            13714         0.8640 能
　　福州      26.08     12001       Φ＋4            12451         0.8978 wm
　　济南      36.68     14043       Φ＋6            15994         1.0630 2 
　　郑州      34.72     13332       Φ＋7            14558         1.0476 2n
　　武汉      30.63     13201       Φ＋7            13707         0.9036 21c
　　长沙      28.20     11377       Φ＋6            11589         0.8028 21t
　　广州      23.13     12110       Φ－7            12702         0.8850 21t
　　海口      20.03     13835       Φ＋12           13510         0.8761 wwt
　　南宁      22.82     12515       Φ＋5            12734         0.8231 www
　　成都      30.67     10392       Φ＋2            10304         0.7553 21n
　　贵阳      26.58     10327       Φ＋8            10235         0.8135 www
　　昆明      25.02     14194       Φ－8            15333         0.9216 21t
　　拉萨      29.70     21301       Φ－8            24151         1.0964    

　　电池的浮充电压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。

　　（2）太阳能电池组件并联数Np

　　在确定NP之前，我们先确定其相关量的计算方法。

　　①将太阳能电池方阵安装地点的太阳能日辐射量Ht，转换成在标准光强下的平均日辐射时数H（日辐射量参见表 1）：H=Ht×2.778／10000h（3）式中：2.778／10000（h?m2/kJ）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QpQp=Ioc×H×Kop×Cz(Ah) (4)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（参照表1）；Cz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。

　　③两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数Nw，此数据为本设计之独特之处，主要考虑要在此段时间内将亏损的蓄电池电量补充起来，需补充的蓄电池容量Bcb为：Bcb=A×QL×NL(Ah) (5)

　　④太阳能电池组件并联数Np的计算方法为：Np=（Bcb＋Nw×QL）/（Qp×Nw）(6)式（6）的表达意为：并联的太阳能电池组组数，在两组连续阴雨天之间的最短间隔天数内所发电量，不仅供负载使用，还需补足蓄电池在最长连续阴雨天内所亏损电量。

　　(3)太阳能电池方阵的功率计算

　　根据太阳能电池组件的串并联数，即可得出所需太阳能电池方阵的功率P：P=Po×Ns×NpW（7）式中：Po为太阳能电池组件的额定功率。

　　5.6.5太阳能电池阵列

　　太阳能光伏发电系统的第一个入口点是太阳能电池。由一片单晶硅构成的太阳能电池称为单体（电池片）；多个太阳能电池单体组成的构件称为太阳能模块（光伏组件）；多个太阳能电池模块即模块群构成的大型装置称为太阳能电池阵列（光伏方阵）。阵列有公共的输出端，可直接接向负荷。如图1。

　　（1） 太阳能电池标准模块

　　太阳能电池以模块形式出现是一种最基本的形式，单个模块可以是数瓦到200瓦，多种规格可供选用。

　　（2） AC模块

　　最近又出现了一种新型的太阳能电池AC模块，其特点是内藏逆变器，可以输出交流电功率，有的甚至还含有控制器功能，能随着日照强度的变化保持较高的变换效率。这样虽然增加了逆变器的成本，但对提高年发电量更有利。据说这是今后模块发展的方向。

　　（3） 太阳能电池标准模块

　　太阳能电池阵列是根据负荷需要将若干个模块通过串联或并联进行连接，得到规定的输出电压和电流，从而使用户获取电力。

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