光伏發(fā)電系統(tǒng)所需光伏組件容量的計(jì)算

光伏發(fā)電系統(tǒng)所需光伏組件容量計(jì)算的基本思想是產(chǎn)消平衡，即光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量需與負(fù)載的用電量大致相等。

一、基本計(jì)算方法及其修正

（1）基本計(jì)算方法

該方法采用負(fù)載平均每日所需的能量（該能量以安時(shí)數(shù)為單位）除以一塊光伏組件每日可產(chǎn)生的能量（該能量以安時(shí)數(shù)為單位）計(jì)算系統(tǒng)需要并聯(lián)的光伏組件數(shù)量，使用此數(shù)目的光伏組件并聯(lián)可產(chǎn)生負(fù)載所需的電流。

該方法采用負(fù)載的標(biāo)稱電壓（開路電壓）除以太陽能電池組件的標(biāo)稱電壓計(jì)算需要串聯(lián)的光伏組件數(shù)量，使用此數(shù)目的光伏組件串聯(lián)可產(chǎn)生負(fù)載所需的電壓。

基本計(jì)算方法的公式如下：

1）組件并聯(lián)數(shù)=負(fù)載日平均用電量（A·h）/光伏組件日平均發(fā)電量（A·h）

2）組件串聯(lián)數(shù) =負(fù)載工作電壓（V）×1.43/組件峰值電壓（V）（該式中的1.43是負(fù)載峰值電壓與工作電壓的比值）

其中，光伏組件日平均發(fā)電量=光伏組件峰值電流（A）×峰值日照時(shí)數(shù)（h）。

在計(jì)算光伏組件的并聯(lián)數(shù)時(shí)，如果負(fù)載用電量的單位為W·h，應(yīng)按下式將以W·h為單位的數(shù)值轉(zhuǎn)化為以A·h為單位的數(shù)值：

負(fù)載平均用電量（A·h）=負(fù)載日平均用電量（W·h）/系統(tǒng)工作電壓。

根據(jù)以上公式設(shè)計(jì)的光伏陣列總功率=組件并聯(lián)數(shù)×組件串聯(lián)數(shù)×選定組件的峰值輸出功率。

（2）修正光伏組件數(shù)量的計(jì)算

因?yàn)楣夥M件輸出的能量受一些外在因素的影響而降低，所以根據(jù)上述基本公式計(jì)算出的結(jié)果需被修正。

1）修正光伏組件的實(shí)際功率

一般，通過將單一光伏組件可提供的功率的理論值減少10%以接近光伏組件的實(shí)際可提供功率。

2）修正逆變器效率

一般，逆變器轉(zhuǎn)換的能量損失按10%計(jì)算。如果負(fù)載是直流負(fù)載，可不計(jì)算逆變器的能量損失。

3）修正蓄電池?fù)p耗

當(dāng)需保守設(shè)計(jì)時(shí)，需將所需的光伏發(fā)電系統(tǒng)功率增加10%，以抵消蓄電池的耗散損失。

（3）實(shí)用計(jì)算公式

組件并聯(lián)數(shù)=負(fù)載日平均發(fā)電量（A·h）/［光伏組件平均發(fā)電量（A·h）×充電效率×組件損耗系數(shù)×逆變效率］

組件串聯(lián)數(shù)=系統(tǒng)工作電壓 （V）×1.43/組件峰值電壓（V）

二、直接運(yùn)用功率的計(jì)算方法

該計(jì)算方法的公式如下：

P=P0×t×Q/（η×T）

其中：

P代表光伏組件（陣列）的峰值功率，單位是W；

P0代表負(fù)載的功率，單位是W；

t代表負(fù)載每日的用電小時(shí)數(shù)，單位是h；

η代表系統(tǒng)的效率，包括組件失配效率、控制器效率、蓄電池效率、逆變器效率、導(dǎo)線傳輸效率等（一般值可為0.7左右）；

T代表當(dāng)?shù)氐娜掌骄逯等照諘r(shí)數(shù)，單位是h；

Q代表連續(xù)陰雨期富余系數(shù)，即多余發(fā)電量，用于儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)，數(shù)值一般處于1.2~2之間。

計(jì)算出光伏組件（陣列）的峰值功率后，再結(jié)合光伏控制器輸入控制路數(shù)、系統(tǒng)工作電壓等配置組件的串、并聯(lián)的數(shù)量。

三、基于峰值日照時(shí)數(shù)的計(jì)算方式

基于峰值日照時(shí)數(shù)計(jì)算較簡單，該方法主要用于小型獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的快速設(shè)計(jì)與計(jì)算。具體公式為：

光伏組件功率＝負(fù)載功率×用電時(shí)數(shù)×損耗系數(shù)/當(dāng)?shù)胤逯等照諘r(shí)數(shù)

其中，光伏組件功率、負(fù)載功率單位為W，用電時(shí)數(shù)、當(dāng)時(shí)峰值日照時(shí)數(shù)單位為h。損耗系數(shù)主要包括線路損耗、控制器接入損耗、光伏組件玻璃表面臟污、安裝傾角不能照顧冬季和夏季等因素?fù)p耗，損耗系數(shù)可根據(jù)需要在1.6~ 2之間選取。

審核編輯 ：李倩