⑴ 列出基本數據
① 確定所有負載功率及連續(xù)工作時間
② 確定地理位置:經、緯度及海拔高度
③ 確定安裝地點的氣象資料:
a、年(或月)太陽輻射總量或年(或月)平均日照時數
b、年平均氣溫和極端氣溫
c、最長連續(xù)陰雨天數
d、最大風速及冰雹等特殊氣候資料
⑵ 確定負載功耗:Q=ΣI*H 其中:I-負載電流,H-負載工作時間(小時)
⑶ 確定蓄電池容量:C = Q * d *1.3
式中:d-連續(xù)陰雨天數 C-蓄電池標稱容量(10小時放電率)
C = (10~20)×Cr /(1-d)
⑷ 確定方陣傾角:推薦方陣的傾角與緯度的關系
當地緯度Ф 0~15° 15~20° 25~30° 30~35° 35~40° >40°
方陣傾角β 15° Ф Ф+5° Ф+10° Ф+15 Ф+20
⑸ 計算方陣β傾角下的輻射量:
Sβ= S×sin(α+β)/sinα 光線
式中:Sβ—β傾角方陣太陽直接輻射分量 α+β 方陣
α—中午時太陽高度角
S—水平面太陽直接輻射量(查氣象資料)
其它:α=90°-Φ±δ α β
式中:Φ—緯度
δ—太陽赤緯度(北半球取+號) 地面
即:α=90°-Φ+δ
δ=23.45°sin[(284+n)×360/365]
式中:n—從一年開頭算起第n天的緯度
那么 Rβ=S×sin(α+β)/sinα+D
式中 Rβ—β角方陣面上的太陽總輻射量 D—散射輻射量(查閱氣象資料)
⑹ 計算方陣電流:
Tm = (Rβ×mwH/cm2)/(100mw/cm2)
式中:Tm—為平均峰值日照時數
Imin = Q/(Tm×η1×η2)
式中:Imin—方陣最小輸出電流 η1—蓄電池充電效率
η2—方陣表面灰塵遮散損失
Imax = Q/(Tmin×η1×η2)
⑺ 確定方陣電壓:
V = Vf+Vd
式中:Vf—蓄電池浮充電壓(25℃)Vd—線路電壓損耗
⑻ 確定方陣功率:
F=Im×V/(1-α(Tmax-25))
式中:α—一般取α=0.5% Tmax—太陽電池最高工作溫度
⑼ 根據蓄電池容量、充電電壓、環(huán)境極限溫度、太陽電池方陣電壓及功率要求,選取適合的太陽電池組件。
舉例:以負載240W/-24V為例
⑴ 基本數據:
※ 負載功率:240W/-24V,24小時連續(xù)工作。
※ 地理位置:新疆庫車:東經83°E,北緯41.7°N
※ 年平均日照時數(水平面):2700小時
※ 極限氣溫:-40℃~+70℃
※ 連續(xù)陰雨天數:5天
※ 最大風速:50m/s
※ 水平面太陽直接輻射量:S = 478mwH/cm2
⑵ 負載功率:Q=240W/-24V *24=240AH
⑶ 確定蓄電池容量:
取 d=5 C=240*5 *1.3=1560AH
⑷ 確定方陣傾角:β
取 β=40°+15°=55°
⑸ 計算方陣β角下的日輻射量:
因為 α=90°-Φ+δ=90°-40°+15°=65°
δ=23.45°sin[(284+n)*360/365]
取n=200天
所以 δ=23.45°sin[(284+n)*360/365]=20.82°≈21°
又因為 Rβ=S*sin(α+β)/sinα+D 取 D=0
則 Rβ=478×sin(65°+55°)/sin65°=478*0.96=456mwh/cm2
⑹ 計算方陣電流
因為Tm = (Rβ*mwH/cm2)/(100mw/cm2)=456/100=4.56h
所以Imin = Q/(Tm*η1*η2) 取 η1=1 η2=1
Imin = Q/(Tm*η1*η2)=240/4.56=52.6A
⑺ 確定方陣功率
F=Im*V/(1-α(Tmax-25))
令Im=Imin,Im為平均電流 V=Vm(Vm=SM55組件電壓×4) Tmax=70°
則F=52.6*69.6/[1-5%*(70-25)]=4723W
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