1.0緒論

光伏系統(tǒng)的規(guī)模和應(yīng)用形式各異，如系統(tǒng)規(guī)模跨度很大，小到0.3～2W的太陽能庭院燈，大到MW級的太陽能光伏電站。其應(yīng)用形式也多種多樣，在家用、交通、通信、空間應(yīng)用等諸多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。盡管光伏系統(tǒng)規(guī)模大小不一，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。本文將簡要介紹光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并重點介紹其功率計算方法。

2.0光伏系統(tǒng)的組成

1.太陽能電池組件：由太陽能電池組件(也稱光伏組件)按照系統(tǒng)需求串、并聯(lián)而成，在太陽光照射下將太陽能轉(zhuǎn)換成電能輸出，它是太陽能光伏系統(tǒng)的核心部件。

2.蓄電池：將太陽能電池組件出現(xiàn)的電能儲存起來，當(dāng)光照不足或晚上、或者負(fù)載需求大于太陽能電池組件所發(fā)的電量時，將儲存的電能釋放以滿足負(fù)載的能量需求，它是太陽能光伏系統(tǒng)的儲能部件。目前太陽能光伏系統(tǒng)常用的是鉛酸蓄電池，關(guān)于較高要求的系統(tǒng)，通常采用深放電閥控式密封鉛酸蓄電池、深放電吸液式鉛酸蓄電池等。

3.控制器：它對蓄電池的充、放電條件加以規(guī)定和控制，并按照負(fù)載的電源需求控制太陽能電池組件和蓄電池對負(fù)載的電能輸出，是整個系統(tǒng)的核心控制部分。隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，控制器的功能越來越強大，有將傳統(tǒng)的控制部分、逆變器以及監(jiān)測系統(tǒng)集成的趨勢，如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三種功能。

4.逆變器：在太陽能光伏供電系統(tǒng)中，假如含有交流負(fù)載，那么就要使用逆變器設(shè)備，將太陽能電池組件出現(xiàn)的直流電或者蓄電池釋放的直流電轉(zhuǎn)化為負(fù)載要的交流電。

太陽能光伏供電系統(tǒng)的基本工作原理就是在太陽光的照射下，將太陽能電池組件出現(xiàn)的電能通過控制器的控制給蓄電池充電或者在滿足負(fù)載需求的情況下直接給負(fù)載供電，假如日照不足或者在夜間則由蓄電池在控制器的控制下給直流負(fù)載供電，關(guān)于含有交流負(fù)載的光伏系統(tǒng)而言，還要新增逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電。光伏系統(tǒng)的應(yīng)用具有多種形式，但是其基本原理大同小異。

3.0太陽能電池組件功率計算方法

太陽能發(fā)電容量是指太陽能電池組件發(fā)電功率WP。發(fā)電功率量值取決于負(fù)載24h所能消耗的電力H(WH)，由負(fù)載額定電源與負(fù)載24h所消耗的電力，決定了負(fù)載24h消耗的容量P(AH)，再考慮到平均每天日照時數(shù)及陰雨天造成的影響，計算出太陽能電池陣列工作電流IP(A)。

由負(fù)載額定電源，選取蓄電池公稱電壓，由蓄電池公稱電壓來確定蓄電池串聯(lián)個數(shù)及蓄電池浮充電壓VF(V)，再考慮到太陽能電池因溫度升高而引起的溫升電壓VT(V)及反充二極管P-N結(jié)的壓降VD(V)所造成的影響，則可計算出太陽能電池陣列的工作電壓VP(V)，由太陽電池陣列工作電源IP(A)與工作電壓VP(V)，便可決定太陽能電池組件發(fā)電功率WP(W)，從而設(shè)計出太陽能電池組件容量，由設(shè)計出的容量WP與太陽能電池組件工作電壓VP，確定太陽能電池組件的串聯(lián)塊數(shù)與并聯(lián)組數(shù)。