光伏效能改良设计

E?ciency improvements of photo-voltaic

panels using a Sun-tracking system

Ali Al-Mohamad *

Atomic Energy Commission of Syria,P.O.Box 6091,Damascus,Syria

Accepted 9December 2003

Available online 27February 2004

Abstract

This paper presents a Sun-tracking design,whereby the movement of a photo-voltaic module was controlled to follow the Sun ?s radiation using a programmable logic-controller (PLC)unit.All electronic circuits and the necessary software have been designed and devel-oped to perform the technical tasks.A PLC unit was employed to control and monitor the mechanical movement of the PV module and to collect and store data related to the Sun ?s radiation.It is found that the daily output power of the PV was increased by more than 20%in comparison with that of a ?xed module.The PV-tracking system can be employed as a stand-alone device and it could be connected to a personal computer through the RS232serial port to monitor the whole process on a computer screen.

ó2004Elsevier Ltd.All rights reserved.

Keywords:Photovoltaic;Tracking system;PLC

1.Introduction

A solar collector or photo-voltaic module receives the maximum solar-radiation when the Sun ?s rays strike it at right angles.Tilting it from being perpendicular to the Sun will result in less solar energy collection by the collector or the module.Therefore,the optimal tilt angle for a solar energy system depends on both the site latitude and the application for which it is to be used.Many solar applications are *Corresponding author.Tel.:+963-11-2132580;fax:+963-11-6112289.

E-mail address:ali267@https://www.360docs.net/doc/f218494123.html, (A.Al-Mohamad).

0306-2619/$-see front matter ó2004Elsevier Ltd.All rights reserved.

doi:10.1016/j.apenergy.2003.12.004

https://www.360docs.net/doc/f218494123.html,/locate/apenergy

Applied Energy 79(2004)

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mounted either on a?xed rack or on a tracking rack.Fixed collectors or modules producing heat or electricity throughout the year are usually installed and tilted at an angle equal to the latitude of the site in which the collector or module faces directly the Sun.Of course,the optimal position is suitable for the time when the Sun is at midpoint in the sky(i.e.spring and fall seasons).The energy collected by the solar system in both winter and summer is far less due to several reasons such as clouds in winter and temperature scattering in summer in addition to the Sun?s changing al-titude.But nevertheless in such cases,it is desirable that the average yearly collection of energy is maximized(i.e.the angle position of the collector or module is adjusted to receive maximum energy).

A Sun-tracking mechanism increases the amount of solar energy that can be re-ceived by the solar collectors or photo-voltaic modules:consequently this would result in a higher daily and annual output power harnessed.The use of a tracking system is more expensive and more complex than?xed mounts:however they can become cost-e?ective in may cases because they provide more power output through out the year and in many cases this increase exceeds25%[1].Commercially,tracking systems are available either as a single-axis or a dual-axis design.The single-axis tracker follows the Sun?s apparent east-to-west movement across the sky,while the dual-axis tracker,in addition to east–west tracking,tilts the solar collector or module to follow the Sun?s changing altitude angle.

To investigate the improvement in the daily output power of a photo-voltaic module,a single-axis Sun-tracking system was designed based on a programmable logic controlling unit.A suitable controlling program was also developed to ac-complish the control operation with the possibility of implementing this arrangement as a data-acquisition system for solar radiation values during daytime.

2.System hardware

This consists of the following main parts.

2.1.Programmable logic controller(PLC)

A PLC type PS4-201MM1was purchased from Klockner Moeller.This unit is considered to be the heart of the Sun-tracker system[2].It consists of:

?Eight digital inputs with galvanic isolation.

?Six digital transistor type outputs with galvanic isolation.

?Two analog inputs(0?10V).These can be converted internally to digital ones by using a10bit analog to digital converter with a resolution of9.7mV.

?One analog output(0?10V)with a resolution of2.44mV.

?Special connector for serial communication with the PC through the serial con-nection RS232.

?Special connector RS485for the interface with an integrated control network.?32kbytes dynamic memory divided into two parts.The?rst was used to store the operation program(control,monitor and sampling),while the second part was

used as storage locations for readings taken from one of the photo sensors and also for the communication commands with the personal computer.

Fig.1represents the input/output values applied to the various inputs of the PLC.

2.2.Sensors and signals processing unit

Two symmetric photo-resistors were used to track the Sun ?s position.The photo-resistors were positioned on the same holder of the PV solar module,and were sep-arated by a solid barrier to provide shadowing for one of the resistors.The physical values of the resistors decrease when the sunlight is incident on their surfaces.

Fig.2illustrates the electronic-circuit diagram of the signals-processing unit.

When the solar-radiation intensity increases,the resistivity of the photo-resistor decreases,and consequently the voltage drop across this resistor decreases.As a result,the voltage drop across the variable resistor(1K)increases.This will produce a direct relationship between the incident solar-radiation intensity and the corre-sponding voltage-drop across the resistor.The two output signals of this unit are connected directly to the analog inputs of the PLC,which in turn compares the two signals and produces a proper output signal to activate an electromechanical Sun-tracking movement.

2.3.Photo-voltaic panel and electro-mechanical movement mechanism

The photo-voltaic module used in this project was a‘‘SM50_18A2’’from SIE-MENS.The module consists of36solar cells connected serially.The output voltage of each cell is0.6V:this produces an estimated output of about17V–50W.This is of course under standard test conditions(STCs)of solar intensity?1000W/m2,cell temperature?25°C and air mass?1.5.

Fig.3shows the block diagram of the whole system.

The system can be controlled manually or automatically.S1and S2are push buttons for manual operation.In this case,the PLC releases a proper output on Q0 or Q1which are connected to the coils of two relays in order to move the solar panel in the direction of the Sun?s movement or in the reverse direction.However,in the automatic operation mode,the PLC compares the values of its two analog inputs, that come from the signals-processing unit,and then produces the correct output on Q0or Q1.

2.4.System power supply

Fig.4shows a switching-mode power supply for the tracking system.

Implementation of the switching-mode technology resulted in a power-supply unit with high e?ciency and low losses.The design of this unit is based solely on the

L4960switching regulator which provides a voltage output between5.1and40V

and a driving current of 2.5A [3].The circuit produces a regulated DC-voltage output within the range of 12!24V according to the values of the two resistors R3and R4as illustrated in Table 1.

Values of R3and R4were chosen to provide 24V DC-voltage to feed the PLC.The voltage 44V DC was derived directly from the recti?er bridge to supply the DC motor used for stimulating the mechanical movement.

3.System software

The system-control program consists of the following two main parts.

3.1.PLC control and monitoring program

A proper program to control,monitor and to collect data was developed using special software called SUCOSOFT S40[4].The program performs the following

duties.

Table 1

Output voltage (V)

R3R412

4K76K215

4K79K118

4K712K 244K718K

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?Controls the tracking system movement:the logic consequences for the control-ling process are illustrated in Fig.5.

?Monitors the PLC inputs and outputs:the main duty of this subroutine is to copy the status of the PLC inputs and outputs to speci?c positions within the memory called the Markers Range so that the PC monitoring program can directly read the input/output status from this memory range at any time.

?Samples storage:an on-line sample storage process,for reading of the photo sen-sors,is carried out every hour via a special array inside the data-storage RAM.

This process is executed only during the daytime and stops at night until the sun-rise of the next day.At the beginning of each day,the starting time(hours and minutes)is stored in a separate array to be displayed later on the PC?s screen.

When the memory RAM is full,the storage function is stopped until a reset pro-cess is carried out to clear the stored data.

This part of the program was written using a sequential functioning chart(SFC) programming.The algorithm of this process is illustrated in Flowchart1.

3.2.PC monitoring and data-handling program

A special computer program was developed using an object-oriented program-ming language(VISUAL BASIC5).This program handles the following:?Automatic detection of the RS232PC port(com1,2,3or4)with which the PLC is connected.

?System monitoring:determines the actual position and the direction of movement of the photo-voltaic module and displays the two photo-sensors?readings and the memory over?ow tag.

?Compulsory forward-and-backward movements of the module in the case of any unexpected situation.

?Displays the Sun?s tracking settings that are stored inside the PLC memory(i.e.

forward-and backward-movement limits,dark limit,forward-and-backward stop

A.Al-Mohamad/Applied Energy79(2004)345–354351

limits)with the possibility of modulating these settings without the need to access the software of the PLC.

?Displays the values of the photo-sensor readings that are stored in the PLC?s RAM during the operation cycle of the PLC and also stores these values in a spe-cial?le.In addition,printing and plotting the stored values on daily bases are other tasks for this program to perform.

Fig.6shows the control and monitoring screen of the overall operation of the tracking system.

4.Experimental results and discussion

The performance of the designed Sun?s tracking-system has been tested and was found to operate well.The movement of the PV module following the Sun?s incident

radiation was smooth and without any time-lag.The process starts when a shadow is developed on one of the two resistors causing a resistivity di?erence.This di?erence is converted to a voltage applied directly to the analog inputs of the PLC.The tracker scans an angle of about 120°east–west every day,and it stops tracking and returns to its starting point automatically at the time when the value of the incident solar-radiation decreases to a very small value at sunset.

Current and voltage measurements for the photo-voltaic module,using a ?xed load,were conducted in clear and sunny days of the summer season in year 2000.The starting day was considered to be the ?rst day of each month for this period.Readings were collected from 5:00o ?clock in the morning until 19:30every day for both modes of operation (i.e.?xed and tracking).In the ?xed position mode,the module was ?xed at each time of measurement facing the south position with an altitude angle of 33°which is the optimal inclination in Damascus at this time of the year.

Fig.7shows an example of the module output ?s power gain as a function of time in both cases for the 14th of August 2000.As can be seen,the output power shows a considerable increase during the early and late hours of the day.In fact the overall improvement,in the case of the tracking mode,exceeded 40%for the period from 6:00to 10:00a.m.and for the period from 15:00to 17:00p.m.However,the im-provement was about 2–4%during mid-day.This is attributed mainly to a decrease in the open-circuit voltage of the module caused by the temperature increase at this time of the

day.

Fig.6.Control and monitoring screen.

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Fig.8shows the output-power improvement of the module(i.e.the di?erence between the load power curve for both tracking and?xed mounts).To determine the exact value of the power gain for the system,the ratio of the areas under the two curves,shown in Fig.7(i.e.the area of the tracked module over the area of the?xed module)was calculated using a numerical integration.The gain in the photo-voltaic

354 A.Al-Mohamad/Applied Energy79(2004)345–354

collector output power was found to be better than66%from6:00a.m.until8:45 a.m.,3%from8:45a.m.until4:30p.m.,and better than45%from4:30p.m.until 6:30p.m.The average overall improvement during the whole day was better than 20%.The previous measurements represent an ideal case for most of the summer-season days.The deviation in these measurements was less than?2%.

Although,the implementation of PLC technologies for controlling tracking sys-tems and monitoring PV solar panels is more expensive and more complex than for ?xed ones,it becomes cost-e?ective when used for controlling applications having a large number of modules at the same time,since more power can be provided throughout the year.

5.Conclusion

The?rst advantage of using the designed Sun-tracker system was the substantial improvement in the output power from the PV module.The overall daily output-power gain was increased by more than20%compared to that for a?xed mounted system and it exceeded it by at least40%for the period spanning morning and evening hours.Secondly,using the PLC unit as a controller allows the connection of many PV-modules in series or parallel connection.This technique reduces the costs of tracking systems and makes it a cost-e?ective technology. Acknowledgements

The author expresses his gratitude to Dr.I.Othman,Director General of the Syrian Atomic Energy Commission,for his continuous support,guidance and encouragement.

References

[1]Enslin R.Maximum power point tracking:a cost-saving necessity in solar-energy systems.Renew

Energy1992;6:549.

[2]Stang Ralf,Roersch Peter.In:Thomas Kracht,editor.Sucocontrol PS4-201MM1hardware and

engineering.1st ed.Klockner Moeller;1994.

[3]Motion Control Application Manual.SGS Technology and Services,SGS group;1987.p.529–40.

[4]Sucosoft S40software version3.10.Moeller GmbH,1994–1999.

光伏系统设计计算公式

光伏发电系统设计计算公式 1、转换效率: η= Pm(电池片的峰值功率)/A(电池片面积)×Pin(单位面积的入射光功率) 其中:Pin=1KW/㎡=100mW/cm2。 2、充电电压: Vmax=V额×1.43倍 3.电池组件串并联 3.1电池组件并联数=负载日平均用电量(Ah)/组件日平均发电量(Ah) 3.2电池组件串联数=系统工作电压(V)×系数1.43/组件峰值工作电压(V) 4.蓄电池容量 蓄电池容量=负载日平均用电量(Ah)×连续阴雨天数/最大放电深度 5平均放电率 平均放电率(h)=连续阴雨天数×负载工作时间/最大放电深度 6.负载工作时间 负载工作时间(h)=∑负载功率×负载工作时间/∑负载功率 7.蓄电池: 7.1蓄电池容量=负载平均用电量(Ah)×连续阴雨天数×放电修正系数/最大放电深度×低温修正系数 7.2蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压 7.3蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量 8.以峰值日照时数为依据的简易计算 8.1组件功率=(用电器功率×用电时间/当地峰值日照时数)×损耗系数 损耗系数:取1.6~2.0,根据当地污染程度、线路长短、安装角度等; 8.2蓄电池容量=(用电器功率×用电时间/系统电压)×连续阴雨天数×系统安全系数 系统安全系数:取1.6~2.0,根据蓄电池放电深度、冬季温度、逆变器转换效率等; 9.以年辐射总量为依据的计算方式 组件(方阵)=K×(用电器工作电压×用电器工作电流×用电时间)/当地年辐射总量 有人维护+一般使用时,K取230;无人维护+可靠使用时,K取251;无人维护+环境恶劣+要求非常可靠时,K取276; 10.以年辐射总量和斜面修正系数为依据的计算 10.1方阵功率=系数5618×安全系数×负载总用电量/斜面修正系数×水平面年平均辐射量 系数5618:根据充放电效率系数、组件衰减系数等;安全系数:根据使用环境、有无备用电源、是否有人值守等,取1.1~1.3; 10.2蓄电池容量=10×负载总用电量/系统工作电压;10:无日照系数(对于连续阴雨不超过5天的均适用) 11.以峰值日照时数为依据的多路负载计算 11.1电流: 组件电流=负载日耗电量(Wh)/系统直流电压(V)×峰值日照时数(h)×系统效率系数 系统效率系数:含蓄电池充电效率0.9,逆变器转换效率0.85,组件功率衰减+线路损耗+尘埃等0.9.具体根据实际情况进行调整。 11.2功率:

产品改进方案例子

. 策划书

制作时间:2012年12月24日

关于Iphone手机的改善方案 产品对象: Iphone手机 调查时间: 2012年12月10日至2012年12月24日 调查对象: 在校学生 调查方式:网络问卷形式、随机访问形式 调查人员:李洁仪、元炎敏、梁玮钘、韩思研、张玉颖、罗婧 市场现状分析:在当今的经济社会中,智能手机市场的竞争过度活跃,智能手机的更新换代速度非常之快,各种手机品牌间打出价格战、品牌战,以此来获得更大的市场份额、市场占有率。而且,在现今的手机市场里,虽然Iphone手机已经被人们称为“街机”,但是比Iphone 手机便宜的智能手机也很受学生的欢迎,比如韩国的三星,中国的华为、中兴等等,这对Iphone手机在学生族里的市场竞争构成了一定的威胁。 调查目的:从2009年第四代Iphone手机推出市场后,许多品牌的手机便被Iphone 4手机的风头所迅速掩盖,大到商务人士,小到学生一族,纷纷都以拥有一台Iphone手机作为潮流的象征。在我们的的身边不难发现很多学生一族也在使用Iphone手机,究竟Iphone手机为何有这般的魅力呢?Iphone手机推出市场以来就被人们称为现代最人性化、智能化的多媒体手机,但是Iphone手机真的就完美无缺吗?因此,我们这次的调查目的就昰从学生角度来调查Iphone手机所存在的不足。 调查程序: 1.设计调查问卷,明确调查的方向和内容; 2.进行网络调查,并把问卷随机发给学校的学生填写; 3.根据回收的调查表进行分析、撰写改善方案,并总结方案内容。 缺点分析改善建议: 缺点1:Iphone手机过度依赖Itunes数字媒体播放应用程序,除Iphone手机外一般的手机都可以当成U盘使用(即一般的手机可以直接储存文档数据),而Iphone手机则不可以,如需使用储存文档等功能,则需通过第三方软件,如Itunes数字媒体播放应用程序才可以读取,不方便使用者使用。 缺点二:Iphone手机在一台电脑进行同步之后,再在另一台电脑同步的话就会被抹掉以前的数据,除了App可以用传输已购项目的方式来解决外,图片、视频或者歌曲就需要重新进行记录,这对使用者来说极不方便。 缺点三:蓝牙功能,Iphone手机不能使用蓝牙对其他品牌手机进行蓝牙发送,且需通过蓝牙进行数据传输的Iphone手机的系统版本不一样的,也不能够进行传输,且Iphone手机的蓝牙只能使用无线蓝牙耳机,车载蓝牙,等通讯设备,不能进行传输歌曲,文档等文件,只有选择越狱才可以传送。 缺点四:Iphone手机电池(每次完全充满为1440mAh),在学生群体中,大部分同学认为Iphone手机的电池容量不能满足日常需要。 缺点五:Iphone手机流量使用快,Iphone手机有许多隐藏的APP是不会提示它是需要使用流量的,且使用Iphone手机上网需要的流量多、很快就消耗完了。

光伏组件封装材料综述

光伏组件封装材料综述 摘要 光伏市场在过去五到七年间的快速增长带动了封装材料市场的强劲爆发,并导致供应链的暂时性短缺。与此同时,组件价格也出现显著下降,给生产成本和光伏组件原料成本带来巨大压力,促使封装材料市场朝着新型材料和创新供应商转变。由于封装材料对组件效率、稳定性和可靠性方面有着显著的影响,加之上述市场压力的推动,对封装技术和材料的选择便成为了组件设计过程中的一个关键步骤。本文对目前市场上的不同材料、光伏组件封装材料的整体需求以及这些材料与其它组件部件间的相互作用进行了综合介绍。 前言 光伏组件结构 晶体硅(c-Si)光伏组件通常由太阳能玻璃前盖、聚合物封装层、前后表面印刷有金属电极的单晶或多晶硅电池、连接单个电池的焊带以及聚合物(少数采用玻璃)背板组成。而薄膜光伏组件既可以通过在组件背面沉积半导体层的底衬工艺(substrateprocess)制造,也可以使用在组件前表面沉积半导体层的顶衬工艺(superstrateprocess)制造而成(如图一中(b)和(c)所示)。 为了确保组件的力学稳定性和对整个太阳能电池吸收光谱范围内的高透光率,并保护电池和金属电极不受外界环境侵蚀,必须在电池前表面使用太阳能玻璃。对于柔性太阳能电池技术,则选择聚合物作为前板,这层结构对材料阻挡特性要求非常高。背面材料同样要确保力学稳定性、电气安全性,使电池和组件其它部件不受外界影响。 生产工艺 一套标准的组件生产工艺由以下几个步骤组成:玻璃清洗和干燥;电池片串焊;组件层压,包括十字接头的焊接;固化;边缘密封和装框;安装接线盒;最后是功率测试。 有三种工艺可以将电池矩阵固定在这些材料中。其中最常用的是真空层压工艺,该工艺

光伏并网项目的效率及损耗

将各种损耗都算进来后光伏并网电站系统效率通常为多少呢? 光伏组件虽然使用寿命可达25-30年,但随着使用年限增长,组件功率会衰减,会影响发电量。另外,系统效率对发电量的影响更为重要。 1组件的衰减 1,由于破坏性因素导致的组件功率骤然衰减,破坏性因素主要指组件在焊接过程中焊接不良、封装工艺存在缺胶现象,或者由于组件在搬运、安装过程中操作不当,甚至组件在使用过程中受到冰雹的猛烈撞击而导致组件内部隐裂、电池片严重破碎等现象; 2,组件初始的光致衰减,即光伏组件的输出功率在刚开始使用的最初几天内发生较大幅度的下降,但随后趋于稳定,一般来说在2%以下; 3,组件的老化衰减,即在长期使用中出现的极缓慢的功率下降现象,每年的衰减在0.8%,25年的衰减不超过20%;25年的效率质保已经在日本和德国两家光伏公司的组件上得到证实。2012年以后国内光伏组件已经基本能够达到要求,生产光伏组件的设备及材料基本采用西德进口。 2系统效率 个人认为系统效率衰减可以不必考虑,系统效率的降低,我们可以通过设备的局部更新或者维护达到要求,就如火电站,水电站来说,不提衰减这一说法。 影响发电量的关键因素是系统效率,系统效率主要考虑的因素有:灰尘、雨水遮挡引起的效率降低、温度引起的效率降低、组件串联不匹配产生的效率降低、逆变器的功率损耗、直流交流部分线缆功率损耗、变压器功率损耗、跟踪系统的精度等等。 1)灰尘、雨水遮挡引起的效率降低 大型光伏电站一般都是地处戈壁地区,风沙较大,降水很少,考虑有管理人员人工清理方阵组件频繁度一般的情况下,采用衰减数值:8%; 2)温度引起的效率降低 太阳能电池组件会因温度变化而输出电压降低、电流增大,组件实际效率降低,发电量减少,因此,温度引起的效率降低是必须要考虑的一个重要因素,在设计时考虑温度变化引起的电压变化,并根据该变化选择组件串联数量,保证组件能在绝大部分时间内工作在最大跟踪功率范围内,考虑0.45%/K的功率变化、考虑各月辐照量计算加权平均值,可以计算得到加权平均值,因不同地域环境温度存在一定差异,对系统效率影响存在一定差异,因此考虑温度引起系统效率降低取值为3%。 3)组件串联不匹配产生的效率降低 由于生产工艺问题,导致不同组件之间功率及电流存在一定偏差,单块电池组件对系统影响不大,但光伏并网电站是由很多电池组件串并联以后组成,因组件之间功率及电流的偏差,对光伏电站的发电效率就会存在一定的影响。组件串联因为电流不一致产生的效率降低,选择该效率为2%的降低。 4)直流部分线缆功率损耗 根据设计经验,常规20MWP光伏并网发电项目使用光伏专用电缆用量约为350km,汇流箱至直流配电柜的电力电缆(一般使用规格型号为ZR-YJV22-1kV-2*70mm2)用量约为35km,经计算得直流部分的线缆损耗3%。 5)逆变器的功率损耗 目前国内生产的大功率逆变器(500kW)效率基本均达到97.5%的系统效率,并网逆变器采用无变压器型,通过双分裂变压器隔离2个并联的逆变器,逆变器内部不考虑变压器效率,即逆变器功率损耗可为97.5%,取97.5%。 6)交流线缆的功率损耗 由于光伏并网电站一般采用就地升压方式进行并网,交流线缆通常为高压电缆,该部分

光伏组件转换效率测试和评定方法技术规范

CNCA/CTS0009-2014 中国质量认证中心认证技术规范 CQC3309—2014 光伏组件转换效率测试和评定方法 Testing and Rating Method for the Conversion Efficiency of Photovoltaic (PV) Modules 2014-02-21发布2014-02-21实施 中国质量认证中心发布

目次 目次.................................................................................... I 前言.................................................................................. II 1范围 (1) 2规范性引用标准 (1) 3术语和定义 (1) 3.1组件总面积 (1) 3.2组件有效面积 (1) 3.3组件转换效率 (2) 3.4组件实际转换效率 (2) 3.5 标准测试条件 (2) 3.6 组件的电池额定工作温度 (2) 3.7 低辐照度条件 (2) 3.8 高温度条件 (2) 3.9 低温度条件 (2) 4测试要求 (2) 4.1评定要求 (2) 4.2抽样要求 (3) 4.3测试设备要求 (3) 5测试和计算方法 (4) 5.1预处理 (4) 5.2组件功率测试 (4) 5.3组件面积测定 (6) 5.4组件转换效率计算 (6)

前言 本技术规范根据国际标准IEC 61853:2011和江苏省地方标准DB32/T 1831-2011《地面用光伏组件光电转换效率检测方法》,结合光伏组件产品测试能力的现状进行了编制,旨在规范光伏组件转换效率的测试与评定方法。 本技术规范由中国质量认证中心(CQC)提出并归口。 起草单位:中国质量认证中心、国家太阳能光伏产品质量监督检验中心、中国电子科技集团公司第四十一研究所、中广核太阳能开发有限公司、中国三峡新能源公司、晶科能源控股有限公司、上海晶澳太阳能科技有限公司、常州天合光能有限公司、英利绿色能源控股有限公司。 主要起草人:邢合萍、张雪、王美娟、朱炬、王宁、曹晓宁、张道权、刘姿、陈康平、柳国伟、麻超。

单位面积光伏组件安装容量测算

单位面积光伏发电系统安装容量测算 1.引言 近年来随着环境污染的愈加严重以及国家对于光伏发电项目的支持力度不断加大,且分布式光伏发电系统具有可安装在任何有阳光照射的地方的优点,越来越多的企业和居民对安装分布式光伏发电系统具有浓厚的兴趣。对于居民及企业用户来讲,摆在面前的首要问题就是投资问题,目前大部分光伏发电项目都是以每瓦成本来进行项目报价,所以居民和企业用户关心的第一个问题就是自己的空余空间能够安装多大容量的光伏发电系统。 2.安装容量测算 对于光伏发电系统的设计,其首要原则就是根据安装地点的具体情况选择合适的组件安装方式,然后根据现场可安装面积进行发电系统容量估算,然后结合客户用电情况及意向确定最终的光伏发电系统安装容量。下面我们将以河南森源集团有限公司22KW分布式光伏发电工程为例,详细阐述单位面积光伏发电系统安装容量的测算方法。 河南森源集团22KW分布式光伏发电工程平面布置如图1所示。 图1 河南森源集团22KW分布式光伏发电工程平面布置图

从图中我们可以看出该安装地点东西长30米,南北宽18米,面积540平方米,由于屋顶平面西侧为电梯机房,高度约5米,考虑电梯机房在安装地点的投影面积,在该机房东侧11米内不考虑安装光伏组件。该分布式光伏发电工程选用光伏组件的功率为250W,尺寸为1640mm*992mm,光伏方阵长度为17.8米,宽度为2.6米,光伏组件的安装方式如图2所示。 图2 光伏组件安装方式 考虑安装地点屋顶承重能力,将多个光伏阵列并行分布在安装楼面,需确定光伏组件阵列间距离以避免南部的方阵对北部方阵形成遮阴。 光伏组件阵列行间距计算: 为防止南边的方阵对北边的形成遮阴,计算的原则是:冬至日上午9点到下午3点期间,南部的光伏阵列对北部的阵列不形成遮挡。计算公式如图: 其中:d为光伏组件前后排间距。 Φ为安装地理位置的纬度。 H为阵列前排最高点与后排组件最低位置的高度差。 此工程安装地点为郑州市,位于河南省中部偏北,东经112°42' -114°14',北纬34°16' - 34°58'之间,计算时取Φ为34°。光伏组件的安装高度差H

太阳能光伏组件的几种主要封装材料的特性

几种主要材料的特性 一、钢化玻璃 1. 加工原理钢化玻璃是平板玻璃的二次加工产品,钢化玻璃的加工可分为物理钢化法和化学钢化法。太阳能光伏组件对钢化玻璃的透光率要求很高,要大于91.6%,对大于1200nm的红外光有较高的反射率。厚度在3.2mm。 1)物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃(将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间,随即浸入淬冷介质中快速冷却)。这种玻璃处于内部受拉,外部受压的应力状态,一旦局部发生破损,便会发生应力释放,玻璃被破碎成无数小块,这些小的碎片没有尖锐棱角,不易伤人。 2)化学钢化玻璃是通过改变玻璃的表面的化学组成来提高玻璃的强度,一般是应用离子交换法进行钢化。其效果类似于物理钢化玻璃 2. 钢化玻璃的主要优点: 第一是强度较之普通玻璃提高数倍,抗弯强度是普通玻璃的3~5倍,抗冲击强度是普通玻璃5~10倍,提高强度的同时亦提高了安全性。 第二是使用安全,其承载能力增大改善了易碎性质,即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片,对人体的伤害极大地降低了. 钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通玻璃有2~3倍的提高,一般可承受150LC以上的温差变化,对防止热炸裂有明显的效果。钢化玻璃具有良好的热稳定性,能承受的温差是普通玻璃的3倍,可承受200℃的温差变化。 3. 钢化玻璃的缺点: 第一钢化后的玻璃不能再进行切割,和加工,只能在钢化前就对玻璃进行加工至需要

形状,再进行钢化处理。 第二钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强,但是钢化玻璃在温差变化大时有自爆(自己破裂)的可能性,而普通玻璃不存在自爆的可能性钢化玻璃在无直接机械外力作用下发生的自动性炸裂叫做钢化玻璃的自爆 4.自爆现象: ①玻璃质量缺陷的影响 A.玻璃中有结石、杂质:玻璃中有杂质是钢化玻璃的薄弱点,也是应力集中处。特别 结石若处在钢化玻璃的张应力区是导致炸裂的重要因素。结石存在于玻璃中,与玻璃体有着不同的膨胀系数。玻璃钢化后结石周围裂纹区域的应力集中成倍地增加。当结石膨胀系数小于玻璃,结石周围的切向应力处于受拉状态。伴随结石而存在的裂纹扩展极易发生。 B.玻璃中含有硫化镍结晶物 硫化镍夹杂物一般以结晶的小球体存在,直径在0.1-2㎜。外表呈金属状,这些杂夹物是NI3S2,NI7S6和NI-XS,其中X=0-0.07。只有NI1-XS相是造成钢化玻璃自发炸碎的主要原因。 已知理论上的NIS在379。C时有一相变过程,从高温状态的a-NIS六方晶系转变为低温状态B-NI三方晶系过程中,伴随出现2.38%的体积膨胀。这一结构在室温时保存下来。如果以后玻璃受热就可能迅速出现a-B态转变。如果这些杂物在钢化玻璃受张应力的内部,则体积膨胀会引起自发炸裂。如果室温时存在a-NIS,经过数年、数月也会慢慢转变到B态,在这一相变过程中体积缓慢增大未必造成内部破裂。 C.玻璃表面因加工过程或操作不当造成有划痕、炸口、深爆边等缺陷,易造成应力集中或导致钢化玻璃自爆。

光伏电站组件容量配比优化方案

光伏电站组件容量配比优化方案 近年来,不同地区的光伏电站采用光伏组件容量与逆变器容量配比值大于1的设计的思路,以达到提高逆变器的运行效率、电站收益的目的。本文将基于某地的实测辐射值进行分析,并计算不同配比值情况下的电站新增发电量与新增投资的关系,以确定合理的配比值。 一、某地实测辐射数据分析 本文采用某地某全年的实测辐射数据。选取其中的水平面总辐射、温度数据进行计算分析。实测数据采样时间为1min,共计525600组,数据完备率96.32%。完成缺失数据插补后,该地全年水平面总辐射量为6262.5MJ/m2。 根据上述数据得出如下:逐月、年代表日逐时、月代表日逐时的辐射量(值)分布图。(其中:数据已调整为真太阳时):

图1该地区逐月总辐射量直方图 图2该地区年代表日总辐射值分布图 图3该地区逐月代表日总辐射值分布图根据上图可得出如下结论:

(1)该地月总辐射量最大值发生在春、夏换季的5月;且全年逐月总辐射量较平均,有利于光伏电站平稳出力; (2)该地年代表日总辐射极大值差异较小,4个年代表日差异主要是日照时长及当日天气情况而引起的日总辐射量的差异。 (3)该地5月至8月的正午(真太阳时)存在总辐射值超过1000W/m2的情况发生,根据对数据的分析。超过总辐射值超过1200W/m2在6月时有发生。 (4)该地10月至次年4月的空气质量好,透明度高,日总辐射值变化较平稳。 二、不同容量配置比值的计算 本文将采用基于实测的辐射数据完成光伏电站全年逐时(分钟)的发电功率计算。计算时根据如下步骤分别进行计算: (1)光伏组件容量与逆变器容量配比值选择1、1.05、1.1、1.15、1.20分别计算全年逐时发电功率。 (2)考虑各光伏电站实际效率存在差异,光伏组件至逆变器直流母线的效率分别取80%、85%对步骤(1)的各计算结果进行折算。 (3)考虑到逆变器具备的短时超发能力,分别计算超过逆变器标称功率100%、105%、110%的能量损失。 (4)根据步骤(1)~(3)的计算结果,综合计算因光伏组件超配增发的功率与不同效率值、逆变器不同超发能力情况下而限电的最终增发的功率比值。 (5)光伏电站综合单位投资分别取7.5元/W(其中组件价格取3.5元/W)、8元/W(其中组件价格取4元/W)进行光伏电站新增投资比例的计算; (6)综合步骤(4)、(5)的计算结论,计算△发电量与△投资的比值,其结果如下:

光伏组件效率及系统效率

一、组件的衰减: 光致衰减也称S-W效应。a-Si∶H薄膜经较长时间的强光照射或电流通过,在其内部将产生缺陷而使薄膜的性能下降,称为Staebler-Wronski效应(D.L.Staebler和C.R.Wronski最早发现。个人认为光伏组件的衰减实际就是硅片性能的衰减,首先硅片在长期有氧坏境中会发生缓慢化学反应被氧化,从而降低性能,这是组件长期衰减的主要原因;在真空成型过程中会以一定比例掺杂硼(空穴)和磷(给体),提高硅片的载流子迁移率,从而提高组件性能,但是硼作为缺电子原子会与氧原子(给体)发生复合反应,降低载流子迁移率,从而降低组件的性能,这是组件第一年衰减2%左右的主要原因。 组件的衰减分为: 1,由于破坏性因素导致的组件功率骤然衰减,破坏性因素主要指组件在焊接过程中焊接不良、封装工艺存在缺胶现象,或者由于组件在搬运、安装过程中操作不当,甚至组件在使用过程中受到冰雹的猛烈撞击而导致组件内部隐裂、电池片严重破碎等现象; 2,组件初始的光致衰减,即光伏组件的输出功率在刚开始使用的最初几天内发生较大幅度的下降,但随后趋于稳定,一般来说在2%以下; 3,组件的老化衰减,即在长期使用中出现的极缓慢的功率下降现象,每年的衰减在0.8%,25年的衰减不超过20%;25年的效率质保已经在日本和德国两家光伏公司的组件上得到证实。2012年以后国内光伏组件已经基本能够达到要求,生产光伏组件的设备及材料基本采用西德进口。 二、系统效率: (个人认为系统效率衰减可以不必考虑,系统效率的降低,我们可以通过设备的局部更新或者维护达到要求,就如火电站,水电站来说,不提衰减这一说法。 影响发电量的关键因素是系统效率,系统效率主要考虑的因素有:灰尘、雨水遮挡引起的效率降低、温度引起的效率降低、组件串联不匹配产生的效率降低、逆变器的功率损耗、直流交流部分线缆功率损耗、变压器功率损耗、跟踪系统的精度等等。 1)灰尘、雨水遮挡引起的效率降低 大型光伏电站一般都是地处戈壁地区,风沙较大,降水很少,考虑有管理人员人工清理方阵组件频繁度一般的情况下,采用衰减数值:8%; 2)温度引起的效率降低 太阳能电池组件会因温度变化而输出电压降低、电流增大,组件实际效率降低,发电量减少,因此,温度引起的效率降低是必须要考虑的一个重要因素,在设计时考虑温度变化引起的电压变化,并根据该变化选择组件串联数量,保证组件能在绝大部分时间内工作在最大跟踪功率范围内,考虑0.45%/K的功率变化、考虑各月辐照量计算加权平均值,可以计算得到加权平均值,因不同地域环境温度

关于光伏组件功率衰减分析研究

关于光伏组件功率衰减分析研究 发表时间:2018-08-06T15:19:54.707Z 来源:《电力设备》2018年第11期作者:李宁良罗婷吴月旺曹红亮周芬肖琳 [导读] 摘要:多晶硅光伏组件在使用过程中会出现不同程度的功率衰减现象。 (湖南兴业太阳能科技有限公司 411201) 摘要:多晶硅光伏组件在使用过程中会出现不同程度的功率衰减现象。组件功率的衰减可分为三类:由破坏性因素导致的组件功率骤然衰减、组件初始的光致衰减、组件的老化衰减。本文主要研究分析了导致组件初始的光致衰减和组件的老化衰减原因,并通过试验结果得到验证,提出降低组件功率衰减的改进方案。 关键词:光伏组件;输出功率;初始衰减;老化衰减 随着光伏电站运营时间的不断增长,发电量会发生不同程度的减少,光伏组件是光伏发电的核心部件,光伏组件发电功率衰减直接影响到整个光伏电站的发电效率。目前,我国大多数集中式光伏电站未定期开展光伏组件功率衰减的测试工作,部分开展测试工作的光伏电站出于保密很少公开数据,这不利于光伏组件功率衰减特性的研究。相比德国、美国、日本等光伏应用较早的国家,我国在数据统计、长期跟踪、检测检验、加速老化测试等方面的研究相当匮乏。本文介绍了光伏组件发电功率衰减测试的标准及方法,并对光伏组件发电功率衰减测试工作进行了展望。 1.光伏组件发电功率衰减测试标准 按照光伏产业链来划分,光伏标准大致可以分为基础通用标准、光伏制造设备标准、光伏材料标准、光伏电池和组件标准、光伏部件标准、光伏系统标准和光伏应用标准七大类。中国现行有效的光伏标准共计120项,其中国家标准72项,行业标准41项,其他标准7项,已形成了光伏产业标准体系的基本框架,现行的光伏标准主要集中在太阳能电池和组件标准、电池基体材料标准以及应用标准方面,光伏设备标准、光伏材料标准、光伏部件标准和光伏应用标准以自主制定为主,而电池和组件标准以及光伏系统标准以转化IEC标准为主,光伏组件发电功率衰减测试标准主要参考国际电工委员会标准IEC60904、IEC61215与IEC61852。太阳能组件的产品标准和检测标准的制订、修订情况严重滞后于产业实际发展需求,衡量光伏质量关键因素的组件衰减率标准在中国仍处于缺失状态。 2.研究思路与测试方案 2.1研究思路 研究思路主要从考虑光伏组件受到多种环境因素的影响着手,如标准太阳光辐照、强紫外光辐照、温度、湿度等。因为环境因素太复杂,相互影响因素太多,获得有效评定光伏组件2年衰减率(甚至是25年使用质量保证)的模型公式是相当困难的,所以该方案引入类似IEC61215中设定一个标准条件来对组件功率进行测试的方式,同样对光伏组件的寿命制定一个“标准测试方法和程序”进行评定。建立一个统一的标杆(见测试程序)区分组件的质量,然后在后期的工作中考虑各种环境因素、各种材料因素,再通过实验室的模拟与户外数据的拟合来建立组件功率衰减率的模型。 2.2气候环境对光伏组件材料的影响 通过实验室内模拟各种复杂气候环境,同时结合业界相关机构与企业的经验积累,及国内外相关文献,得出气候环境对光伏原辅材料的影响因素主要为:1)太阳光曝晒:易造成电池片效率正常的光致衰减。2)紫外老化:易造成EV A黄变、密封胶脆化、背板老化等封装失效。3)动态机械载荷:易造成电池片隐裂。4)高低温变化:易造成焊接电路连接失效,电池片隐裂加剧,接线盒和组件连接失效。5)湿热和湿冻:易造成玻璃雾化、封装失效、腐蚀、接线盒和组件连接失效。6)电势诱导衰减PID:易造成湿热地区组件实际使用中的系统电压引起的电池片失效。7)热斑:易造成组件局部发热过大引起的热斑失效。8)二极管热性能:易造成二极管过热导致压降过大,漏电流过高。 2.3测试程序 根据上述主要环境影响因素,并参照IEC组件产品的相关标准,设计了测试方案(见表2), 注:表格中测试项目条件参数参考IEC61215、IEC61646、IEC62782、IEC61730-2标准的要求 以评定组件在多种环境条件下的寿命可靠性。每个序列的目的及意义说明如下:(1)第一序列为参考组件的控制序列,其他序列的组件衰减率是和参考组件比较得来。(2)第二序列主要考核的是材料老化与封装失效,IEC61215中规定紫外辐照量为15kwh/m2,湿冻试验的循环次数为10次,然而在大量试验后得出上述老化量不够,甚至不衰减。该方案考虑一定的严酷程度选择紫外辐照总量为30kwh/m2,湿冻试验循环20次。(3)第三序列主要考核的是电势诱导衰减PID衰减和耐受性,PID现象是近年来被广泛关注的光伏组件失效现象,是导致光伏组件衰减的很大诱因,测试要求为温度85℃,湿度85%,试验时间96h,1000V电压反向连接。所以有必要将该测试方法加入方案。使用IEC62782中的动态载荷试验,更能够符合组件运用的实际情况。 2.4实验室加速老化测试法 在常规户外环境下,环境应力因素对光伏组件性能的影响较缓慢,需长时间观察、测试、收集才能反馈组件存在的质量问题。为了在较短时间内,通过合理的方法、途径发现光伏组件存在的潜在问题,加速老化试验被引入到光伏组件的质量测试及寿命评估方面,并得到了不断发展。实验室加速老化测试方法是利用环境试验箱模拟户外实际运行时的辐照度、温度、湿度等环境条件,并对相关参数进行加严

太阳能电池组件主要封装材料的特性(精)

太阳能电池组件主要封装材料的特性 一、钢化玻璃 1. 加工原理 钢化玻璃是平板玻璃的二次加工产品,钢化玻璃的加工可分为物理钢化法和化学钢化法。太阳能电池组件对钢化玻璃的透光率要求很高,须大于91.6%,对大于1200nm 的红外光有较高的反射率。另外,厚度要求在3.2mm 。 1)物理钢化玻璃又称为淬火钢化玻璃(将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间,随即浸入淬冷介质中快速冷却)。这种玻璃处于内部受拉,外部受压的应力状态,一旦局部发生破损,便会发生应力释放,玻璃被破碎成无数小块,这些小的碎片没有尖锐棱角,不易伤人。 2)化学钢化玻璃是通过改变玻璃表面的化学组成来提高玻璃的强度,一般是应用离子交换法进行钢化。其效果类似于物理钢化玻璃。 2. 钢化玻璃的主要优点: 1)强度比普通玻璃提高数倍,抗弯强度是普通玻璃的3-5倍,抗冲击强度是普通玻璃5-10倍,提高强度的同时亦提高了安全性。 2)使用安全,其承载能力增大,改善了易碎性质,即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片,极大地降低了对人体的伤害。钢化玻璃的耐急冷急热性比普通玻璃提高2-3倍,一般可承受150LC 以上的温差变化,对防止热炸裂有明显的效果。

钢化玻璃具有良好的热稳定性,能承受的温差是普通玻璃的3倍,可承受200℃的温差变化。 3. 钢化玻璃的缺点: 1)钢化后的玻璃不能再进行切割或加工,只能在钢化前就对玻璃进行加工至需要形状,再进行钢化处理。 2)钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强,但是钢化玻璃在温差变化大时有自爆(自己破裂)的可能性,而普通玻璃不存在自爆的可能性。(钢化玻璃在无直接机械外力作用下发生的自动性炸裂叫做钢化玻璃的自爆。) 4. 自爆现象: 1)玻璃质量缺陷的影响 A .玻璃中有结石、杂质:玻璃中有杂质是钢化玻璃的薄弱点,也是应力集中处。 结石若处在钢化玻璃的张应力区是导致炸裂的重要因素。结石存在于玻璃中,与玻璃体有着不同的膨胀系数, 玻璃钢化后结石周围裂纹区域的应力集中成 倍地增加。当结石膨胀系数小于玻璃,结石周围的切向应力处于受拉状态,伴随结石而存在的裂纹扩展极易发生。 B .玻璃中含有硫化镍结晶物 硫化镍夹杂物一般以结晶的小球体存在,直径在0.1-2㎜。外表呈金属状,这些杂夹物是NI3S2,NI7S6和NI-XS ,其中X=0-0.07。只有NI1-XS 相是造成钢化玻璃自发炸碎的主要原因。

光伏发电量计算及综合效率影响因素

光伏发电量计算及综合效率影响因素 Hessen was revised in January 2021

光伏发电量计算及综合效率影响因素 一、光伏电站理论发电量计算 1.太阳电池效率n的计算 在太阳电池受到光照时,输出电功率和入射光功率之比就称为太阳电池的效率,也称为光电转换效率。 厂巴一AX—〃仏匕 A几A几A几 其中,At为太阳电池总而积(包括栅线图形面积)。考虑到栅线并不产生光电,所以可以把At换成有效面积Aa (也称为活性面积),即扣除了栅线图形面积后的而积,同时计算得到的转换效率要高一些。Pin为单位而积的入射光功率。实际测量时是在标准条件下得到的:Pin取标准光强:AM 条件,即在25°C下,Pin 二1000W / nA 2.光伏系统综合效率(PR) n 总=HIX n 2X n 3 光伏阵列效率Hl:是光伏阵列在1000 W/m2太阳辐射强度下实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换过程中的损失包括:灰尘/污渍,组件功率衰减,组件串联失配损失、温升损失、方阵相互遮挡损失、反射损失、光谱偏离损失、最大功率点跟踪精度及直流线路损失等,目前取效率86%计算。 逆变器转换效率112:是逆变器输岀的交流电功率与直流输入功率之比,取逆变器效率97%计算。 交流并网效率A3:是从逆变器输出,至交流配电柜,再至用户配电室变压器10 KV高压端,主要是升压变压器和交流线缆损失,按96%计算。

3. 理论发电量计算

太阳电池的名牌功率是在标准测试条件下测得的,也就是说在入射功率为 1000W/m:的光照条件下,lOOOWp太阳电池1小时才能发一度电。而实际上,同一天不同的时间光照条件不同,因此不能用系统的容量乘以日照时间来预测发电量。计算日发电量时,近似计算: 理论日发电量二系统峰值功率(kw) x等效日照小时数(h) x系统效率 等效峰值日照小时数h/d二(日太阳辐照量m7d) /lkW/m: (H照时数:辐射强度^120W/m2的时间长度) 二、影响发电量的因素 的发电量由三个因素决定:装机容量、峰值小时数、系统效率。当电站的 地点和规模确定以后,前两个因素基木己经定了,要想提高发电量,只能提高 此图:来源于王斯成老师的ppi 灿观

光伏组件PID效应

光伏组件PID效应 随着光伏行业的不断发展光伏电站的应用地从荒无人烟的戈壁大漠到阳光灿烂的内陆、沿海城市,应用环境的不同造成了光伏电站的发电效率的差异性。组件的PID效应作为影响电站发电量的重要因素之一,受到了业界的广泛关注。 随着光伏行业的不断发展,光伏电站的应用地从荒无人烟的戈壁大漠到阳光灿烂的内陆、沿海城市,应用环境的不同造成了光伏电站的发电效率的差异性。组件的PID效应作为影响电站发电量的重要因素之一,受到了业界的广泛关注。那么PID效应的成因和危害是什么?究竟什么方案是抑制PID效应最可靠的方法呢? 1、PID效应的危害有哪些? PID效应(Potential Induced Degradation)又称电势诱导衰减,是电池组件的封装 材料和其上表面及下表面的材料,电池片与其接地金属边框之间的高电压作用下出现离子迁移,而造成组件性能衰减的现象。 下表为组件PID效应测试前后的参数及I-V曲线对比0#(标签值),通过对比明显可 以看出PID效应对太阳能电池组件的输出功率影响巨大,是光伏电站发电量的“恐怖杀手”。 功率对照表 I-V曲线(PID效应测试前)I—V曲线(PID效应测试后) 2、为什么会发生PID效应?

通过光伏电池组件厂商和研究机构的数据表明,PID效应与组件构成、封装材料、所处环境温度、湿度和电压有着紧密的联系。 1)太阳能电池组件的构成 太阳能电池组件由玻璃+EVA+电池片+EVA+TPT+边框构成,各个部分的组成详见下图。 太阳能电池组件的构成 2)PID效应发生的过程 目前对组件发生PID效应的真正原因说法不一,比较典型的解释如下: (1)潮湿、高温的环境容易产生水蒸气,水蒸气通过封边硅胶或背板进入组件内部; (2)EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)的酯键在遇到水后发生反应,生成可自由移动的醋酸; EVA水解反应方程式 (3)醋酸和玻璃中的纯碱(Na2CO3)反应将Na+析出,在电池内部电场作用下移动至电池表面,造成玻璃体电阻降低;

光伏组件计算公式

光伏发电系统设计计算公式 1.转换效率 η= Pm(电池片的峰值功率)/A(电池片面积)×Pin(单位面积的入射光功率) 其中: Pin=1KW/㎡=100mW/cm2。 2.充电电压 Vmax=V额× 1.43倍 3.电池组件串并联 3.1电池组件并联数=负载日平均用电量(Ah)/组件日平均发电量(Ah) 3.2电池组件串联数=系统工作电压(V)×系数 1.43/组件峰值工作电压(V) 4.蓄电池容量 蓄电池容量=负载日平均用电量(Ah)×连续阴雨天数/最大放电深度 5平均放电率 平均放电率(h)=连续阴雨天数×负载工作时间/最大放电深度 6.负载工作时间 负载工作时间(h)=∑负载功率×负载工作时间/∑负载功率 7.蓄电池

7.1蓄电池容量=负载平均用电量(Ah)×连续阴雨天数×放电修正系数/最大放电深度×低温修正系数 7.2蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压 7.3蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量 8.以峰值日照时数为依据的简易计算 8.1组件功率=(用电器功率×用电时间/当地峰值日照时数)×损耗系数 损耗系数:取1.6~ 2.0根据当地污染程度、线路长短、安装角度等 8.2蓄电池容量=(用电器功率×用电时间/系统电压)×连续阴雨天数×系统安全系数 系统安全系数:取1.6~ 2.0,根据蓄电池放电深度、冬季温度、逆变器转换效率等 9.以年辐射总量为依据的计算方式 组件(方阵)=K×(用电器工作电压×用电器工作电流×用电时间)/当地年辐射总量 有人维护+一般使用时,K取230:无人维护+可靠使用时,K取251:无人维护+环境恶劣+要求非常可靠时,K取276 10.以年辐射总量和斜面修正系数为依据的计算 10.1方阵功率=系数5618×安全系数×负载总用电量/斜面修正系数×水平面年平均辐射量 系数5618:根据充放电效率系数、组件衰减系数等: 安全系数:

电力光伏系统设计计算公式

光伏电能发电系统设计计算公式 1、转换效率: η= Pm(电池片的峰值功率)/A(电池片面积)×Pin(单位面积的入射光功率) 其中:Pin=1KW/㎡=100mW/cm2。 2、充电电压: Vmax=V额×1.43倍 3.电池组件串并联 3.1电池组件并联数=负载日平均用电量(Ah)/组件日平均发电量(Ah) 3.2电池组件串联数=系统工作电压(V)×系数1.43/组件峰值工作电压(V) 4.蓄电池容量 蓄电池容量=负载日平均用电量(Ah)×连续阴雨天数/最大放电深度 5平均放电率 平均放电率(h)=连续阴雨天数×负载工作时间/最大放电深度 6.负载工作时间 负载工作时间(h)=∑负载功率×负载工作时间/∑负载功率 7.蓄电池: 7.1蓄电池容量=负载平均用电量(Ah)×连续阴雨天数×放电修正系数/最大放电深度×低温修正系数 7.2蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压 7.3蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量 8.以峰值日照时数为依据的简易计算 8.1组件功率=(用电器功率×用电时间/当地峰值日照时数)×损耗系数 损耗系数:取1.6~2.0,根据当地污染程度、线路长短、安装角度等; 8.2蓄电池容量=(用电器功率×用电时间/系统电压)×连续阴雨天数×系统安全系数 系统安全系数:取1.6~2.0,根据蓄电池放电深度、冬季温度、逆变器转换效率等; 9.以年辐射总量为依据的计算方式 组件(方阵)=K×(用电器工作电压×用电器工作电流×用电时间)/当地年辐射总量 有人维护+一般使用时,K取230;无人维护+可靠使用时,K取251;无人维护+环境恶劣+要求非常可靠时,K取276; 10.以年辐射总量和斜面修正系数为依据的计算 10.1方阵功率=系数5618×安全系数×负载总用电量/斜面修正系数×水平面年平均辐射量 系数5618:根据充放电效率系数、组件衰减系数等;安全系数:根据使用环境、有无备用电源、是否有人值守等,取1.1~1.3; 10.2蓄电池容量=10×负载总用电量/系统工作电压;10:无日照系数(对于连续阴雨不超过5天的均适用) 11.以峰值日照时数为依据的多路负载计算 11.1电流: 组件电流=负载日耗电量(Wh)/系统直流电压(V)×峰值日照时数(h)×系统效率系数 系统效率系数:含蓄电池充电效率0.9,逆变器转换效率0.85,组件功率衰减+线路损耗+尘埃等0.9.具体根据实际情况进行调整。 11.2功率:

太阳能电池组件的封装(精华)

太阳能电池组件的封装(精华) 导读:单件电池片由于输出功率太小,难以满足常规用电需求,因此需要将其封装为组件以提高其输出功率。封装是太阳能电池生产中的关键步骤,没有良好的封装工艺,再好的电池也生产不出好的组件。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证,而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得客户满意的关键,所以组件的封装质量非常重要。 具有外部封装及内部连接、能单独提供直流电输出的最小不可分割的太阳能电池组合装置,叫太阳能电池组件,即多个单体太阳能电池互联封装后成为组件。太阳能电池组件是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中最重要的部分。 1.防止太阳能电池破损。晶体硅太阳能电池易破损的原因:晶体硅呈脆性;硅太阳能电池面积大;硅太阳能电池厚度小。 2.防止太阳能电池被腐蚀失效。太阳能电池的自然抗性差:太阳电池长期暴露在空气中会出现效率的衰减;太阳电池对紫外线的抵抗能力较差;太阳电池不能抵御冰雹等外力引起的过度机械应力所造成的破坏;太阳电池表面的金属化层容易受到腐蚀;太阳电池表面堆积灰尘后难以清除。 3.满足负载要求,串联或并联成一个能够独立作为电源使用的最小单元。由于单件太阳电池输出功率难以满足常规用电需求,需要将它们串联或者并联后接入用电器进行供电。 太阳能电池组件的种类较多,根据太阳能电池片的类型不同可分为晶体硅(单、多晶硅)太阳能电池组件、非晶硅薄膜太阳能电池组件及砷化镓电池组件等;按照封装材料和工艺的不同可分为环氧树脂封装电池板和层压封装电池组件;按照用途的不同可分为普通型太阳能电池组件和建材型

太阳能电池组件。其中建材型太阳能电池组件又分为单面玻璃透光型电池组件、双面夹胶玻璃电池组件和双面中空玻璃电池组件。由于用晶体硅太阳能电池片制作的电池组件应用占到市场份额的85%以上,在此就主要介绍用晶体硅太阳能电池片制作的电池组件。 单晶硅组件 多晶硅组件 非晶硅组件 第一代室温硫化硅橡胶封装 第二代聚乙烯醇缩丁醛 (PVB )封装 第三代乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA )封

国家电网公司光伏理论发电功率及受阻电量计算方法(试行)

光伏理论发电功率及受阻电量计算方法 第一章总则 第一条为进一步完善电网实时平衡能力监视功能,规范日内市场环境下光伏理论发电功率及受阻电量等指标的统计分析,依据《光伏发电站太阳能资源实时监测技术要求》(GB/T 30153-2013)、《光伏发电功率预测气象要素监测技术规范》(Q/GDW 1996-2013)的有关要求,制定本方法。 第二条本方法所称的光伏电站,是指按照公共电站要求已签订《并网调度协议》、集中并入电网的光伏发电站,不包括分布式光伏发电系统。 第三条本方法适用于国家电网公司各级电力调度机构和调管范围内并网光伏电站开展理论发电功率及受阻电量统计计算工作。 第二章术语和定义 第四条光伏电站发电功率指标包括理论发电功率和可用发电功率。光伏电站理论发电功率指在当前光资源情况下站内所有逆变器均可正常运行时能够发出的功率,其积分电量为光伏电站理论发电量;光伏电站可用发电功率指考虑站内设备故障、缺陷或检修等原因引起受阻后能够发出的功率,其积分电量为光伏电站可用发电量。 第五条光伏电站受阻电力分为站内受阻电力和站外受

阻电力两部分:站内受阻电力指光伏电站理论发电功率与可用发电功率之差,其积分电量为站内受阻电量;站外受阻电力指光伏电站可用发电功率与实发功率之差,其积分电量为站外受阻电量。 第六条全网理论发电功率指所有光伏电站理论发电功率之和;全网可用发电功率指考虑断面约束的光伏电站可用发电功率之和;可参与市场交易的光伏富余电力指全网可用发电功率与实发功率之差。 第七条全网站内受阻电力指所有光伏电站站内受阻电力之和;全网断面受阻电力为因通道稳定极限、电网设备检修、电网故障等情况导致的光伏受阻;全网调峰受阻电力指全网可用发电功率与实发功率之差。 第三章数据准备 第八条计算理论发电功率和受阻电力需准备的实时数据包括光伏电站实际发电功率、逆变器运行数据和状态信息、气象监测数据、开机容量;非实时数据包括光伏电站基本参数 (格式见附表)、样板逆变器型号及其数量、全站逆变器型号及其数量等。 第九条所有光伏电站应配备气象监测设备,并向调度机构实时上报气象测量数据,气象数据满足以下条件:(一)气象监测设备测量要素

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