不同功率光伏组件功率计算能否安装在一个方阵?

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多晶硅现货报价下挫,韩国太阳能硅晶圆製造商OCI股价大跌5.9%
&&&&韩国太阳能硅晶圆制造商OCI周四盘中股价大跌,因PV等级的多晶硅现货平均报价较上周下挫2.9%,每公斤来到18.24美元,创去年12月17日以来最大跌幅。
&&&&OCI&Co.股价大跌5.9%或7000韩元,为112,500韩元,连续四天下挫累计跌幅12.1%,今年来涨幅缩窄为43.1%。OCI创下3月5日以来最低价,拖累韩国其他化学厂商股价走跌,韩华化学下跌1.9%,Kumho石化公司股价下挫1.9%。
&&&&韩国主要的多晶硅输出国-中国上周多晶硅市场虽然有部分企业开始有些许订单,但国内总体看来成交较少,主要是由于上下游库存仍然充足,目前仍以消化库存为主,再加之进口量居高不下,导致多晶硅价格持续走弱。海关数据统计中国1月份多晶硅进口量为9309吨,导致多晶硅进口量难以下降的主要因素是韩国进口量占比依旧维持在41.5%的高位,以及美国加工贸易进口量仍高达95%。
(世纪新能源)
硅是一种化学元素,元素符号Si。硅是地球上含量仅次于氧的元素。硅广泛应用于半导体与太阳能行业。
二氧化硅是硅的氧化物,化学方程式为SiO2。二氧化硅在砂或者石英砂中广泛存在。
冶金硅由二氧化硅提炼而成,硅纯度至少在98%以上。
多晶硅是太阳能电池与半导体设备的主要原材料。根据硅纯度,多晶硅可分为太阳能级多晶硅(纯度6个9或以上)与电子级多晶硅(纯度11个9或以上)。
一千千瓦或一百万瓦特。
泡生法(Kyropoulos method)的原理是先将原料熔融,再将一根受冷的籽晶与熔体接触,当界面的温度低于凝固点时,则籽晶开始生长,随着熔体温度的降低
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能,广义地说,太阳能包含以上各种可再生能源。
光生伏特效应简称为光伏效应,指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。
光伏产业链包括硅料、硅片、电池片、电池组件、应用系统五个环节。上游为硅料、硅片环节;中游为电池片、电池组件环节;下游为应用系统环节。
改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢(或外购氯化氢),氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅,然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯,
硅烷(SiH4)是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。
以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内(沸腾床)高温高压下生成三氯氢硅,将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅
多晶铸锭是将熔化的金属倒入永久的或可以重复使用的铸模中制造出来的。凝固之后,这些锭(或棒料、板坯或方坯,根据容器而定)被进一步机械加工成多种新的形状。
是将硅料放在坩埚中加以熔融,然后将坩埚从热场中逐渐下降或从坩埚底部通上冷源以造成一定的温度梯度,使固液界面从坩埚底部向上移动而形成晶锭。
是将熔化后的硅液从坩埚中倒入另一模具中凝固以形成晶锭,铸出硅锭呈方形,切成的硅片一般尺寸为10cm×l0cm,平均晶粒尺寸从毫米到厘米。
多槽滚轮带动均匀缠绕其上的钢丝作高速运动,钢丝带动黏附的研磨砂对切割工件产生磨削作用,以达到对各类硬脆性工件(如单晶硅、水晶等)进行片状切削的目的。
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
顾名思义就是将一层薄膜制备成太阳能电池,其用硅量极少,更容易降低成本,同时它既是一种高效能源产品,又是一种新型建筑材料,更容易与建筑完美结合。
硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质,是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%,甚至达到99.9999999%以上。
首先把多晶硅料和掺杂剂放在石英坩埚中加热熔化。然后把籽晶放于溶硅中,待籽晶周围的溶液冷却后,硅晶体就会依附在籽晶上。
通过电阻加热,将装在石英坩埚中的多晶硅熔化,并保持略高于硅熔点的温度,将籽晶浸入熔体,然后以一定速度向上提拉籽晶并同时旋转引出晶体。
生长一定长度的缩小的细长颈的晶体,以防止籽晶中的位错延伸到晶体中。
将晶体控制到所需直径。
根据熔体和单晶炉情况,控制晶体等径生长到所需长度。
用热能在半导体棒料的一端产生一熔区,再熔接单晶籽晶。调节温度使熔区缓慢地向棒的另一端移动,通过整根棒料,生长成一根单晶,晶向与籽晶的相同。
准单晶(Mono Like )是基于多晶铸锭的工艺,在长晶时通过部分使用单晶籽晶,获得外观和电性能均类似单晶的多晶硅片。这种通过铸锭的方式形成单晶硅的技术,
无籽晶引导铸锭工艺对晶核初期成长控制过程要求很高。一种方法是使用底部开槽的坩埚。这种方式的要点是精密控制定向凝固时的温度梯度和晶体生长速度来提高多晶晶粒的尺寸大小,
当下量产的准单晶技术大部分为有籽晶铸锭。这种技术先把籽晶、硅料掺杂元素放置在坩埚中,籽晶一般位于坩埚底部,再加热融化硅料,并保持籽晶不被完全融掉,最后控制降温,
α-Si,又称无定形硅,单质硅的一种形态,棕黑色或灰黑色的微晶体。化学性质比晶体硅活泼。可由活泼金属(如钠、钾等)在加热下还原四卤化硅,或用碳等还原剂还原二氧化硅制得。
具有封装及内部连接的、能单独提供直流电输出的、不可分割的最小太阳能电池组合装置。太阳能电池组件是由一定数量的太阳能电池片通过导线串、并联连接并加以封装而成。
根据光伏工程安装的需要,当应用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时,可把多个组件通过串联、并联组装以获得所需要的电压和电流,称为“太阳电池方阵”,也叫“光伏阵列”。
光伏系统是利用太阳电池组件和其他辅助设备将太阳能转换成电能的系统。一般分为独立系统、并网系统和混合系统。如果根据太阳能光伏系统的应用形式、
这种系统的特点是系统中只有直流负载而且负载功率比较小,整个系统结构简单,操作简便。其主要用途是一般的家庭户用系统,各种民用的直流产品以及相关的娱乐设备。
这种系统的特点是系统中的负载为直流负载而且对负载的使用时间没有特别的要求,负载主要是在白天使用,所以系统中没有使用蓄电池,也不需要使用控制器,系统结构简单,
这种光伏系统仍然是适用于直流电源系统,但是这种太阳能光伏系统通常负载功率较大,为了保证可以可靠地给负载提供稳定的电力供应,其相应的系统规模也较大,
这种光伏系统能够同时为直流和交流负载提供电力,在系统结构上比上述三种系统多了逆变器,用于将直流电转换为交流电以满足交流负载的需求。
这种太阳能光伏系统最大的特点就是光伏阵列产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入市电网络,
这种太阳能光伏系统中除了使用太阳能光伏组件阵列之外,还使用了油机作为备用电源。使用混合供电系统的目的就是为了综合利用各种发电技术的优点,避免各自的缺点。
这种系统通常是控制器和逆变器集成一体化,使用电脑芯片全面控制整个系统的运行,综合利用各种能源达到最佳的工作状态,并还可以使用蓄电池进一步提高系统的负载供电保障率。
用于太阳能发电系统中,控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。光伏控制器可分为五种类型:并联型光伏控制器、
光伏逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置。因为是对应于整流的逆向过程,所以称为“逆变”。
可以用电网中的信号作为同步的基准。
通过逆变器内部电路结构确定信号波形,然后输入电网。
用来对额定功率在20~400kWp范围内的大型光伏系统的输出进行整流。现阶段的主流产品具有自整流设计,通过双极性电晶体和场效应电晶体来实现。
只允许接收通过独立串行输送的信号,所以额定功率在1~3kWp。
配备各种独立的直流-直流逆变器,这些逆变器把信号回馈给一个中央逆变装置。这样的设计可以适用于各种不同的元件连接结构,从而可以使每条串联线路上的太阳能电池都输出最大功率。
配套安装于每个光伏元件上,进而将所有元件的输出转化成交流。
太阳能级硅材料是纯度为6个9以上的高纯硅材料,即纯度为99.9999%以上的硅材料。
利用太阳电池的光生伏打效应,将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。按照运行方式可分为独立光伏电站和并网光伏电站。
又称离网光伏电站。未与公共电网相连接独立供电的光伏电站。主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所。
直接或间接接入公用电网运行的光伏电站。
将太阳辐射能直接转换成电能的一种器件。
又称太阳电池组件(Solar Cell module)。是将多个电气连接的太阳电池经封装形成在光照下具有额定的电压、电流输出的单元,是光伏发电系统中可独立应用的最小发电单元。
在光伏发电系统中,将若干个光伏组件串联后,形成具有一定直流输出电压的电路单元。
光伏发电站中,以一定数量的光伏组件串,通过直流汇流箱多串汇集,经逆变器逆变与隔离升压变压器升压成符合电网频率和电压要求的电源。
又称光伏阵列,将光伏组件安装在支架结构上,通过对光伏组件适当的串联然后并联,形成含一个或若干个光伏发电单元的阵列。
光伏发电系统中为了摆放、安装、固定光伏组件而设计的专用支架。简称支架。
在光伏发电系统中将若干个光伏组件串并联汇流后接入的装置。
光伏电站内将直流电变换成交流电的设备。
又称隔离升压变压器。装于逆变器交流输出端和公共电网(或负荷)间,将逆变器输出符合公共电网频率的交流电升压为符合公共电网或负荷要求的交流电的变压器。
利用光伏组件将太阳能转换为电能、并与公共电网有电气连接的工程实体,由光伏组件、逆变器、线路、监控系统等电气设备和建(构)筑物组成。
单位工程是指具有独立的施工条件,但不独立发挥生产能力的工程,可按专业性质或建筑部位划分。
分部工程是单位工程的组成部分,分部工程的划分可按专业性质、建筑部位确定;当分部工程较大或较复杂时,可按材料种类、施工特点、施工程序、专业系统及类别等划分。
分项工程是分部工程的组成部分,分项工程可按材料、施工工艺、设备类别等划分。
以保证光伏电站安全和防范重大事故为目的,综合运用安全防范技术和其他科学技术,为建立具有防入侵、防盗窃、防抢劫、防破坏、防爆安全检查等功能(或其组合)的系统而实施的工程。
各个光伏发电单元分别用高压断路器与发电站母线连接。
多个光伏发电单元并联后用一台高压断路器作联合单元再与发电站母线连接。
采用环网柜仅用两台高压断路器作环网式与光伏发电站母线连接。
通过机械、电气、电子电路及程序的联合作用,调整光伏组件平面的空间角度,实现对入射太阳光跟踪,以提高光伏组件发电量的装置。又称向日跟踪系统、追日跟踪系统、太阳跟踪器。
绕一维轴旋转的跟踪系统。又称一维跟踪系统。单轴跟踪系统可分为水平单轴跟踪系统、倾斜单轴跟踪系统和垂直单轴跟踪系统。
绕二维轴旋转的跟踪系统。又称二维跟踪系统。双轴跟踪系统以地平面为参照系,跟踪的是太阳高度角和太阳方位角;以赤道平面为参照系,跟踪的是赤纬角和时角。
在分散逆变、集中并网的光伏发电系统中,将各个逆变器后输出的交流电能汇集到并网站点的输电线路。
在光伏发电系统中,除光伏组件以外的其他设备和系统,如逆变器、蓄电池、汇流箱、连接器、配电柜及所有的其他光伏系统配件等。
光伏组件的最大耐受电压值。
电网中一个以上用户的连接处。
也称接入点,对于通过变压器接入公共电网的光伏电站,指与电网直接连接的变压器节点,对于不通过变压器接入公共电网的光伏电站,指光伏电站的输出汇总点。
当脱离公用电网时,光伏电站仍保持对电网中的某一部分负荷继续供电的状态。
按预先设置的控制策略,有计划地出现的孤岛现象。
非计划、不受控出现的孤岛现象。
禁止非计划性孤岛现象的发生。
一段时间内的辐照度积分总量相当于辐照度为1000W/m2的光源所持续照射的时间,其单位为小时(h)。
将光伏方阵面上接收到的年太阳总辐照量,折算成标准测试条件(辐照度1000W/m2)下的小时数。
直接辐射在与射束垂直的平面上的辐照度。
光伏发电站中安装的光伏组件的标称功率之和,计量单位是峰瓦(Wp)。
以太阳时角作标准的计时系统,真太阳时以日面中心在该地的上中天的时刻为零时。
入射阳光射线与接收平面法线的夹角。
太阳中心到地面观测点的连线在当地水平面上的投影与正南方向(北半球)或正北方向(南半球)的夹角。
入射阳光射线与地平面之间的夹角。
地球中心与太阳中心的连线与赤道平面的夹角(北半球为正)。
某时刻太阳在赤道平面上的投影与正午时刻太阳在赤道平面上的投影之间的夹角。
Powered by&&& 由于太阳能是一种清洁的能源,它的应用正在世界范围内快速地增长。利用太阳光发电就是一种使用太阳能的方式,可是目前建设一个太阳能发电系统的成本还是较高的,从我国现阶段的太阳能发电成本来看,其花费在太阳电池组件的费用大约为60~70%,因此,为了更加充分有效地利用太阳能,如何选取太阳电池方阵的方位角与倾斜角是一个十分重要的问题。1.方位角 & 太阳电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角(向东偏设定为负角度,向西偏设定为正角度)。一般情况下,方阵朝向正南(即方阵垂直面与正南的夹角为0°)时,太阳电池发电量是最大的。在偏离正南(北半球)30°度时,方阵的发电量将减少约10%~15%;在偏离正南(北半球)60°时,方阵的发电量将减少约20%~30%。但是,在晴朗的夏天,太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后,因此方阵的方位稍微向西偏一些时,在午后时刻可获得最大发电功率。在不同的季节,太阳电池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。方阵设置场所受到许多条件的制约,例如,在地面上设置时土地的方位角、在屋顶上设置时屋顶的方位角,或者是为了躲避太阳阴影时的方位角,以及布置规划、发电效率、设计规划、建设目的等许多因素都有关系。如果要将方位角调整到在一天中负荷的峰值时刻与发电峰值时刻一致时,请参考下述的公式。至于并网发电的场合,希望综合考虑以上各方面的情况来选定方位角。方位角=(一天中负荷的峰值时刻(24小时制)-12)×15+(经度-116) 10月9日北京的太阳电池方阵处于不同方位角时,日射量与时间推移的关系曲线。在不同的季节,各个方位的日射量峰值产生时刻是不一样的。&2.倾斜角 & 倾斜角是太阳电池方阵平面与水平地面的夹角,并希望此夹角是方阵一年中发电量为最大时的最佳倾斜角度。一年中的最佳倾斜角与当地的地理纬度有关,当纬度较高时,相应的倾斜角也大。但是,和方位角一样,在设计中也要考虑到屋顶的倾斜角及积雪滑落的倾斜角(斜率大于50%-60%)等方面的限制条件。对于积雪滑落的倾斜角,即使在积雪期发电量少而年总发电量也存在增加的情况,因此,特别是在并网发电的系统中,并不一定优先考虑积雪的滑落,此外,还要进一步考虑其它因素。对于正南(方位角为0°度),倾斜角从水平(倾斜角为0°度)开始逐渐向最佳的倾斜角过渡时,其日射量不断增加直到最大值,然后再增加倾斜角其日射量不断减少。特别是在倾斜角大于50°~60°以后,日射量急剧下降,直至到最后的垂直放置时,发电量下降到最小。方阵从垂直放置到10°~20°的倾斜放置都有实际的例子。对于方位角不为0°度的情况,斜面日射量的值普遍偏低,最大日射量的值是在与水平面接近的倾斜角度附近。以上所述为方位角、倾斜角与发电量之间的关系,对于具体设计某一个方阵的方位角和倾斜角还应综合地进一步同实际情况结合起来考虑。&3、阴影效发电量对系统的影响& 阴影对发电量的影响一般情况下,我们在计算发电量时,是在方阵面完全没有阴影的前提下得到的。因此,如果太阳电池不能被日光直接照到时,那么只有散射光用来发电,此时的发电量比无阴影的要减少约10%~20%。针对这种情况,我们要对理论计算值进行校正。通常,在方阵周围有建筑物及山峰等物体时,太阳出来后,建筑物及山的周围会存在阴影,因此在选择敷设方阵的地方时应尽量避开阴影。如果实在无法躲开,也应从太阳电池的接线方法上进行解决,使阴影对发电量的影响降低到最低程度。另外,如果方阵是前后放置时,后面的方阵与前面的方阵之间距离接近后,前边方阵的阴影会对后边方阵的发电量产生影响。有一个高为L1的竹竿,其南北方向的阴影长度为L2,太阳高度(仰角)为A,在方位角为B时,假设阴影的倍率为R,则: R = L2/L1 = ctgA×cosB 此式应按冬至那一天进行计算, 因为,那一天的阴影最长。例如方阵的上边缘的高度为h1,下边缘的高度为h2,则:方阵之间的距离a =(h1-h2)×R。当纬度较高时,方阵之间的距离加大,相应地设置场所的面积也会增加。对于有防积雪措施的方阵来说,其倾斜角度大,因此使方阵的高度增大,为避免阴影的影响,相应地也会使方阵之间的距离加大。通常在排布方阵阵列时,应分别选取每一个方阵的构造尺寸,将其高度调整到合适值,从而利用其高度差使方阵之间的距离调整到最小。具体的太阳电池方阵设计,在合理确定方位角与倾斜角的同时,还应进行全面的考虑,才能使方阵达到最佳状态。太阳能发电系统原理&光伏系统设计1、引言   经过光伏工作者们坚持不懈的努力,太阳能电池的生产技术不断得到提高,并且日益广泛地应用于各个领域。特别是邮电通信方面,由于近年来通信行业的迅猛发展,对通信电源的要求也越来越高,所以稳定可靠的太阳能电源被广泛使用于通信领域。而如何根据各地区太阳能辐射条件,来设计出既经济而又可靠的光伏电源系统,这是众多专家学者研究已久的课题,而且已有许多卓越的研究成果,为我国光伏事业的发展奠定了坚实的基础。笔者在学习各专家的设计方法时发现,这些设计仅考虑了蓄电池的自维持时间(即最长连续阴雨天),而没有考虑到亏电后的蓄电池最短恢复时间(即两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数)。这个问题尤其在我国南方地区应引起高度重视,因为我国南方地区阴雨天既长又多,而对于方便适用的独立光伏电源系统,由于没有应急的其他电源保护备用,所以应该将此问题纳入设计中一起考虑。   本文综合以往各设计方法的优点,结合笔者多年来实际从事光伏电源系统设计工作的经验,引入两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数作为设计的依据之一,并综合考虑了各种影响太阳能辐射条件的因素,提出了太阳能电池、蓄电池容量的计算公式,及相关设计方法。&2、影响设计的诸多因素   太阳照在地面太阳能电池方阵上的辐射光的光谱、光强受到大气层厚度(即大气质量)、地理位置、所在地的气候和气象、地形地物等的影响,其能量在一日、一月和一年内都有很大的变化,甚至各年之间的每年总辐射量也有较大的差别。   太阳能电池方阵的光电转换效率,受到电池本身的温度、太阳光强和蓄电池电压浮动的影响,而这三者在一天内都会发生变化,所以太阳能电池方阵的光电转换效率也是变量。   蓄电池组也是工作在浮充电状态下的,其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化。蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。   太阳能电池充放电控制器由电子元器件制造而成,它本身也需要耗能,而使用的元器件的性能、质量等也关系到耗能的大小,从而影响到充电的效率等。   负载的用电情况,也视用途而定,如通信中继站、无人气象站等,有固定的设备耗电量。而有些设备如灯塔、航标灯、民用照明及生活用电等设备,用电量是经常有变化的。   设计者的任务是:在太阳能电池方阵所处的环境条件下(即现场的地理位置、太阳辐射能、气候、气象、地形和地物等),设计的太阳能电池方阵及蓄电池电源系统既要讲究经济效益,又要保证系统的高可靠性。   某特定地点的太阳辐射能量数据,以气象台提供的资料为依据,供设计太阳能电池方阵用。这些气象数据需取积累几年甚至几十年的平均值。   地球上各地区受太阳光照射及辐射能变化的周期为一天24h。处在某一地区的太阳能电池方阵的发电量也有24h的周期性的变化,其规律与太阳照在该地区辐射的变化规律相同。但是天气的变化将影响方阵的发电量。如果有几天连续阴雨天,方阵就几乎不能发电,只能靠蓄电池来供电,而蓄电池深度放电后又需尽快地将其补充好。设计者多数以气象台提供的太阳每天总的辐射能量或每年的日照时数的平均值作为设计的主要数据。由于一个地区各年的数据不相同,为可靠起见应取近十年内的最小数据。根据负载的耗电情况,在日照和无日照时,均需用蓄电池供电。气象台提供的太阳能总辐射量或总日照时数对决定蓄电池的容量大小是不可缺少的数据。   对太阳能电池方阵而言,负载应包括系统中所有耗电装置(除用电器外还有蓄电池及线路、控制器等)的耗量。   方阵的输出功率与组件串并联的数量有关,串联是为了获得所需要的工作电压,并联是为了获得所需要的工作电流,适当数量的组件经过串并联即组成所需要的太阳能电池方阵。&3、蓄电池组容量设计   太阳能电池电源系统的储能装置主要是蓄电池。与太阳能电池方阵配套的蓄电池通常工作在浮充状态下,其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化。它的容量比负载所需的电量大得多。蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。为了与太阳能电池匹配,要求蓄电池工作寿命长且维护简单。 (1)蓄电池的选用   能够和太阳能电池配套使用的蓄电池种类很多,目前广泛采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池三种。国内目前主要使用铅酸免维护蓄电池,因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点,很适合用于性能可靠的太阳能电源系统,特别是无人值守的工作站。普通铅酸蓄电池由于需要经常维护及其环境污染较大,所以主要适于有维护能力或低档场合使用。碱性镍镉蓄电池虽然有较好的低温、过充、过放性能,但由于其价格较高,仅适用于较为特殊的场合。 (2)蓄电池组容量的计算   蓄电池的容量对保证连续供电是很重要的。在一年内,方阵发电量各月份有很大差别。方阵的发电量在不能满足用电需要的月份,要靠蓄电池的电能给以补足;在超过用电需要的月份,是靠蓄电池将多余的电能储存起来。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也必须从蓄电池取得。所以,这期间的耗电量也是确定蓄电池容量的因素之一。 因此,蓄电池的容量BC计算公式为: BC=A×QL×NL×TO/CCAh(1) 式中:A为安全系数,取1.1~1.4之间; QL为负载日平均耗电量,为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,一般铅酸蓄电池取0.75,碱性镍镉蓄电池取0.85。&4、太阳能电池方阵设计 (1)太阳能电池组件串联数Ns 将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 哈尔滨 45.68 12703 Φ+3 0 长春 43.90 13572 Φ+1 8 沈阳 41.77 13793 Φ+1 1 北京 39.80 15261 Φ+4 6 天津 39.10 14356 Φ+5 2 呼和浩特 40.78 16574 Φ+3 8 太原 37.78 15061 Φ+5 5 乌鲁木齐 43.78 14464 Φ+12 2 西宁 36.75 16777 Φ+1 0 兰州 36.05 14966 Φ+8 9 银川 38.48 16553 Φ+2 9 西安 34.30 12781 Φ+14 5 上海 31.17 12760 Φ+3 0 南京 32.00 13099 Φ+5 9 合肥 31.85 12525 Φ+9 8 杭州 30.23 11668 Φ+3 2 南昌 28.67 13094 Φ+2 0 福州 26.08 12001 Φ+4 8 济南 36.68 14043 Φ+6 0 郑州 34.72 13332 Φ+7 6 武汉 30.63 13201 Φ+7 6 长沙 28.20 11377 Φ+6 8 广州 23.13 12110 Φ-7 0 海口 20.03 13835 Φ+12 1 南宁 22.82 12515 Φ+5 1 成都 30.67 10392 Φ+2 3 贵阳 26.58 10327 Φ+8 5 昆明 25.02 14194 Φ-8 6 拉萨 29.70 21301 Φ-8 4 蓄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Qp Qp=Ioc×H×Kop×CzAh(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×NLAh(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设计实例 以广州某地面卫星接收站为例,负载电压为12V,功率为25W,每天工作24h,最长连续阴雨天为15d,两最长连续阴雨天最短间隔天数为30d,太阳能电池采用云南半导体器件厂生产的38D975×400型组件,组件标准功率为38W,工作电压17.1V,工作电流2.22A,蓄电池采用铅酸免维护蓄电池,浮充电压为(14±1)V。其水平面太阳辐射数据参照表1,其水平面的年平均日辐射量为12110(kJ/m2),Kop值为0.885,最佳倾角为16.13°,计算太阳能电池方阵功率及蓄电池容量。 (1)蓄电池容量Bc Bc=A×QL×NL×To/CC =1.2×(25/12)×24×15×1/0.75 =1200Ah (2)太阳能电池方阵功率P 因为: Ns=UR/Uoc=(Uf+UD+UC)/Uoc =(14+0.7+1)/17.1=0.92≈1 Qp=Ioc×H×Kop×Cz =2.22×12110×(2.778/10000)×0.885×0.8 ≈5.29Ah Bcb=A×QL×NL =1.2×(25/12)×24×15=900Ah QL=(25/12)×24=50Ah Np=(Bcb+Nw×QL)/(Qp×Nw) =(900+30×50)/(5.29×30)≈15 故太阳能电池方阵功率为: P=Po×Ns×Np=38×1×15=570W (3)计算结果 该地面卫星接收站需太阳能电池方阵功率为570W,蓄电池容量为1200Ah 
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