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太阳能发电系统斜面发电量计算

假设在个人住宅屋顶上进行太阳能发电系统设计。作为研究的屋顶有山墙(朝南方向45㎡)和四坡屋顶(梯形,西南28㎡,东面和西面各19㎡),作为计算前提假定以下条件:

(1)正朝南屋顶倾斜角为30度。
(2)日照数据取南京的各月的平均值。
(3)太阳能电池组件:标称最大输出功率102W;标称最大输出工作电压34V;尺寸885MM990MM。
(4)逆变器的直流额定输入电压220V。
(5)逆变器的交流额定输出电压210V/105V,单相三线制。

最初,逆变器的输入电压为220V,与太阳能电池阵列的输出电压一致,求出组件串的太阳能组件的串联个数。因为每个太阳能电池组件的标称最大输出工作电压为34V,所以串联数为6个。从屋顶面操作的安全性考虑,有的厂商采用小型太阳能电池组件串联8个或12个,这一组件串的输出功率为612W,输出电压为204V。

首先考虑山墙的场合,从安装面积来看可以并联安装5组,得到标准太阳能电池阵列的输出功率为3KW。例如一月份的场合,阵列面的日照量数据位3.93KWH/日,综合设计系数为0.65,这样一天内可供给发电量为7.7KWH/日。同样的方法,推导得到各月的平均的发电量,这里的综合设计系数,因为夏季(5-9月)和冬季比较由于温度上升而输出功率下降比较大,所以夏季取为0.60,冬季取为0.65。还有这里的平均发电量估算,没有考虑周围建筑物和树木的情况,估计这些阴影也会影响太阳能电池组件的发电量。

另外,四坡屋顶的场合屋顶形状为梯形,所以在一面屋顶最大串联安装2组。因此忽视输出功率的一些下降,在东向、西向的屋顶上也安装太阳能电池,可以得到标准太阳能电池阵列输出功率为2.4KW。如果将太阳能电池东西向安装,那么它的输出比正南方向降低20%左右。

按照上面的步骤计算出太阳能电池的容量后,可以选定适合该系统的逆变器。选定逆变器的时候,把太阳能电池的额定输出电压和逆变器的直流输入电压相比较的同时,也要比较考虑温度条件等的太阳能电池的输出电压范围和逆变器的直流输入电压范围。关于输出容量,应选择与太阳能电池的输出电压相同的逆变器,但实际上在市场销售的产品中选择容量有一定富余的逆变器。

 


 
 

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