太阳能发电系统原理
太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组。如输出电源为交流220V或110V还需配置逆变器。各部分的作用如下：
（1） 太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统的核心部分，也是太阳能发电系统价值*高的部分。其作用是将太阳的辐射能转化为电能，或送往蓄电池中储存起来、或推动负载工作。
（2） 太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电与过放电保护的作用。在温差较大的地方良好的控制器还应具备温度补偿功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。
（3） 蓄电池；一般为铅酸蓄电池，小型系统中也可使用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在光照的时候将电池板产生的电能储存起来，用的时候在释放出来。
（4） 逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC电器供电，需将太阳能发电系统送产生支流电能转化为交流电能。因此需要DC-AC逆变器。
原理图
2：用户需求与设计目标
太阳能光伏产品的要**非常高的，太阳能板的配置、太阳能板的安装角度和蓄电池的容量配比以及控制器的SOC的控制放电将直接关系到整个系统的工作效率与使用寿命，所以要根据产品在使用地区的纬度、使用气候以及产品的用电功率每天用多少时间和保证几个阴雨天来确定产品的配置然后再来定价格。一般的工厂随便报个价格是不妥当的，我们的产品是按照您系统的所在地区纬度、气候等一系列条件来给您定相关配置以及价格的。所以这样的配置也是满足您系统工作要求的*优化和*经济的配置。
太阳能发电系统的设计：
（1）：太阳能发电系统使用地域和环境条件。
此发电系统使用地域为内蒙古地区，日照相对充足。连续阴雨天气较少。以沈阳为列具体参数如下:
纬度Φ 辐射量Ht *佳倾角Φop 斜面 日辐射量 修正系数Kop
呼和浩特 40°49′ 13793 Φ＋1 16563 1.0671
（2）：500WP发电系统系统可负载功率与使用量：
具体使用负载及使用时间如下表
设计负载电器名称 | 规格型号 | 负载功率 | 数量 | 日工作时间 | 日耗电量 |
照明 | 照明灯 | 11W | 6个 | 4小时 | 264WH |
办公 | 电脑 | 220W | 1台 | 5小时 | 1100WH |
办公 | 打印机 | 40W | 1台 | 1小时 | 40WH |
办公 | 传真机 | 15W | 1台 | 10小时 | 150WH |
生活 | 电视机 | 75W | 1台 | 6小时 | 450WH |
其它 | ---- | 100W | --- | 1小时 | 100WH |
总计功率：516W 总用电量/天：2104WH
（3）：蓄电池配置(欲留阴雨天为5天)
一 蓄电池的容量BC计算公式为：
BC=A×QL×NL×TO／CCAh(1)
式中：A为**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*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。
蓄电池=1.2×120×5×1.2／0.75Ah=1152AH
二 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*佳的充电状态。
计算方法如下：
Ns=UR/Uoc=（Uf＋UD＋Uc）/Uoc
式中：UR为太阳能电池方阵输出*小电压；Uoc为太阳能电池组件的*佳工作电压；Uf为蓄电池浮充电压；UD为二极管压降，一般取0.7VUC为其它因数引起的压降。
NS=24+0.7+2/24≈1
（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 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 =4.72×13793×（3.778/10000）×1.0671×0.8
日发电量≈20AH
式中：Ioc为太阳能电池组件*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*长连续阴雨天之间的*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 =1.2×100×5=600Ah
④太阳能电池组件并联数Np的计算方法为：
Np=（Bcb＋Nw×QL）/（Qp×Nw）=(600＋10×100)/(20×10)≈5
式的表达意为：并联的太阳能电池组组数，在两组连续阴雨天之间的*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*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 =100×1×5=500W
式中：Po为太阳能电池组件的额定功率。
计算结果:
太阳能电池方阵功率为 500W，蓄电池容量为1200Ah。
逆变器配置
此系统需配置1K 220V 逆变器一台.
控制器配置
可对电池组工作状态、容量、电压、电流等参数进行随时监控以及太阳能电池板工作状态显示，对输出电能进行支配划分和提供一系列保护措施。
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