收藏:光伏发电系统设计与计算公式大全

来源:阳光工匠光伏论坛发布时间:2016-01-22 10:29:52

1. 转换效率;η=Pm(电池片的峰值功率)/A(电池片面积);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)/;

3.2电池组件串联数=系统工作电压(V)×系数1;

4.蓄电池容量;(单位是安时Ah,或者单位极板CELL几W,简称W/CELL.

蓄电池容量=负载日平均用电量(Ah)×连续阴光伏发电 系统设计计算公式

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

组件总功率=组件发电电流×系统直流电压×系数1.43

系数1.43:组件峰值工作电压与系统工作电压的比值。

11.3蓄电池组容量

蓄电池组容量=【负载日耗电量埠栀/系统直流电压因】×【连续阴雨天数/逆变器效率×蓄电池放电深度】

逆变器效率:根据设备选型约80%~93%之间:

蓄电池放电深度:根据其性能参数和可靠性要求等,在50%~75%之间选择。


12.以峰值日照时数和两段阴雨天间隔天数为依据的计算方法

12.1系统蓄电池组容量的计算

蓄电池组容量(Ah)=安全次数×负载日平均耗电量(Ah)×最大连续阴雨天数×低温修正系数/蓄电池最大放电深度系数

安全系数:1.1-1.4之间:

低温修正系数:0℃以上时取1.0,-10℃以上取1.1,-20℃以上取1.2:

蓄电池最大放电深度系数:浅循环取0.5,深度循环取0.75,碱性镍镉蓄电池取0.85.

12.2组件串联数

组件串联数=系统工作电压(V)×系数1.43/选定组件峰值工作电压(V)

12.3组件平均日发电量计算

组件日平均发电量=(Ah)=选定组件峰值工作电流(A)×峰值日照时数(h)×斜面修正系数×组件衰减损耗系数

峰值日照时数和倾斜面修正系数为系统安装地的实际数据:

组件衰减损耗修正系数主要指因组件组合、组件功率衰减、组件灰尘遮盖、充电效率等的损失,一般取0.8:

12.4两段连续阴雨天之间的最短间隔天数需要补充的蓄电池容量的计算

补充的蓄电池容量(Ah)=安全系数×负载日平均耗电量(Ah)×最大连续阴雨天数

组件并联数的计算:

组件并联数=【补充的蓄电池容量+负载日平均耗电量×最短间隔天数】/组件平均日发电量×最短间隔天数

负载日平均耗电量=负载功率/负载工作电压×每天工作小时数

13.光伏方阵发电量的计算

年发电量=(kWh)=当地年总辐射能(KWH/㎡)×光伏 方阵面积(㎡)×组件转换效率×修正系数。

P=H·A·η·K

修正系数K=K1·K2·K3·K4·K5

K1组件长期运行的衰减系数,取0.8:

K2灰尘遮挡组件及温度升高造成组件功率下降修正,取0.82:

K3为线路修正,取0.95:

K4为逆变器效率,取0.85或根据厂家数据:

K5为光伏方阵朝向及倾斜角修正系数,取0.9左右。

14.根据负载耗电量计算光伏方阵的面积

光伏 组件方阵面积=年耗电量/当地年总辐射能×组件转换效率×修正系数 A=P/H·η·K

15.太阳能辐射能量的转换

1卡(cal)=4.1868焦(J)=1.16278毫瓦时(mWh) 1千瓦时(kWh)=3.6兆焦(MJ)

1千瓦时/㎡(KWh/㎡)=3.6兆焦/㎡(MJ/㎡)=0.36千焦/厘米

2(KJ/cm2) 100毫瓦时/厘米2(mWh/cm2)=85.98卡/厘米2(cal/cm2)

1兆焦/米2(MJ/m2)=23.889卡/厘米2(cal/cm2)=27.8毫瓦时/厘米2(mWh/cm2)

当辐射量的单位为卡/厘米2:年峰值日照时数=辐射量×0.0116(换算系数)

当辐射量的单位为兆焦/米2:年峰值日照时数=辐射量÷3.6(换算系数)

当辐射量单位为千瓦时/米2:峰值日照小时数=辐射量÷365天

当辐射量的单位为千焦/厘米2,峰值日照小时数=辐射量÷0.36(换算系数)

16.蓄电池选型

蓄电池容量≥5h×逆变器功率/蓄电池组额定电压

17.电价计算公式

发电成本价格=总成本÷总发电量

电站盈利=(买电价格-发电成本价格)×电站寿命范围内工作时间 发电成本价格=(总成本-总补贴)÷总发电量

电站盈利=(买电价格-发电成本价格2)×电站寿命范围内工作时间

电站盈利=(买电价格-发电成本价格2)×电站寿命范围内工作时间+非市场因素收益

18.投资回报率计算

无补贴: 年发电量×电价÷投资总成本×100%=年回报率

有电站补贴: 年发电量×电价÷(投资总成本-补贴总额)×100%=年回报率

有电价补贴及电站补贴: 年发电量×(电价+补贴电价)÷(投资总成本-补贴总额)×100%=年回报率


19.光伏方阵倾角角度和方位角角度

19.1倾斜角

纬度 组件水平倾角

0°—25° 倾角=纬度

26°—40° 倾角=纬度+5°—10°(在我国大部分地区采取+7°)

41°—55° 倾角=纬度+10°—15°

纬度>55° 倾角=纬度+15°—20°

19.2方位角

方位角=【一天中负荷的峰值时刻(24h制)-12】×15+(经度-116)

20.光伏方阵前后排间距:

D = 0 . 7 0 7 H / t a n * a c r s i n ( 0 . 6 4 8 c o sΦ- 0 . 3 9 9 s i nΦ) +

D:组件方阵前后间距

Φ:光伏 系统所处纬度(北半球为正,南半球为负)

H:为后排光伏组件底边至前排遮挡物上边的垂直高

21、太阳高度角计算

1、 冬至日太阳高度角计算公式:An=90°-(B1+B0),

AN为太阳高度角,B1为城市纬度,B0为回归线纬度=23°26′。

举例:北京冬至日太阳高度角

北京的纬度为39°54′

那么代入公式就得出:

北京冬至日太阳高度角=90°-(39°54′+23°26′)=73°72′

太阳高度角计算公式

太阳光线与地面的夹角 H=90-│α(+/-)β│

α是代表当地地理纬度

β是代表太阳直射点地理纬度

(+\-)是所求地理纬度与太阳直射是否在同一半球:

如果在同一半球就是—;

在南北两个半球就是+.

地球绕太阳公转,由于地轴的倾斜,地轴与轨道平面始终保持着大概66`34'的夹角,这样,才引起太阳直射点在南北纬23`26’之间往返移动,并决定了太阳可能直射的范围:

春,秋分日,太阳直射赤道---即直射点的纬度为0`;

冬至日,太阳直射南回归线--即直射点的纬度为 23`26’S;

夏至日,太阳直射北回归线--即直射点的纬度为23`26’N。

2、太阳高度角简称太阳高度(其实是角度) 对于地球上的某个地点,太阳高度是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角。太阳高度是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要的因素。

我们用h来表示这个角度,它在数值上等于太阳在天球地平坐标系中的地平高度。 太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。

太阳赤纬以δ表示,观测地地理 纬度用φ表示,地方时(时角)以t表示,有太阳高度角的计算公式:

sin h=sin φ sin δ+sin φ cos δ cos t

日升日落,同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。

日出日落时角度都为零度,正 午时太阳高度角最大。

正午时时角为0,以上公式可以简化为: sin H=sin φ sin δ+sin φ cos δ

其中,H表示正午太阳高度角。

由两角和与差的三角函数公式,可得 sin H=cos(φ-δ)

因此, 对于北半球而言,H=90°-(φ-δ);

对于南半球而方,H=90°-(δ-φ)。

还是举个例子来推导,假设春分日(秋分日也可,太阳直射点在赤道) 某时刻太阳直射(0°,120°e)这一点,120°e经线上各点都是正午 这点离太阳直射点的纬度距离当然是0度啦(因为就是自己嘛)

此时,(0°,120°e)的太阳高度角就是90°(因为直射它嘛) 另外一个观测点,(1°n,120°e)与太阳直射点的纬度差为1度 此时,这一点的太阳高度角为89°(涉及立体几何计算,我就不详细推导了)

聪明的你肯定知道,

(1°s,120°e)与太阳直射点的纬度差也是1度

因此,当地的太阳高度角也是89°!right!

同一时刻,下列各观测点,报告的太阳高度角度数如下:

南北纬2度(与太阳直射点相距2纬度):88°(=90°-2°)

南北纬3度(与太阳直射点相距3纬度):87°(=90°-3°)

南北纬10度(与太阳直射点相距10纬度):80°(=90°-10°)

南北纬30度(与太阳直射点相距30纬度):60°(=90°-30°)

南北纬80度(与太阳直射点相距80纬度):10°(=90°-80°)

南北纬90度(与太阳直射点相距90纬度):0°(=90°-90°)

但是,这个“纬度差”的计算可是有讲究的: 设太阳直射点纬度为θ°,观测点纬度δ°

如果θ与δ在同一半球,则“纬度差”为|θ-δ|(θ减δ差的绝对值)

如果θ与δ在异半球,则“纬度差”为θ+δ

说起来好像很麻烦,其实只要脑袋里有个地球的模型就简单了 比如太阳直射点是北纬10°,观测点是北纬30°,纬度差当然是20°

如果太阳直射点是南纬10°,观测点是北纬30°,纬度差当然是40°

事实上,计算“正午太阳高度角”,根本就不要考虑“正午”这个因素 只要用90°减去观测点与太阳直射点的纬度差,得出的就是正午太阳高度角。

行了,就写这么多吧,即使你前面都没搞明白也没关系,只要你记住一个公式

正午太阳高度角=90°-该地与太阳直射点纬度差 由于太阳赤纬角在周年运动中任何时刻的具体值都是严格已知的,所以它(ED)也可 以用与式(1)相类似的表达式表述,即:

ED=0.3723+23.2567sinθ+0.1149sin2θ-0.1712sin3θ-0.758cosθ+0.3656cos 2θ+0.0201cos3θ

(5) 式中θ称日角,即 θ=2πt/365.2422(2) 这里t又由两部分组成,即 t=N-N0 (3) 式中N为积日,所谓积日,就是日期在年内的顺序号,例如,1月1日其积日为1,平年12月 31日的积日为365,闰年则为366,等等。

N0=79.6764+0.2422×(年份-1985)-INT〔(年份-1985)/4〕度
 


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201601/22/95515.html
责任编辑:liufang
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
从“发电站”到“能源管家”:TCL光伏科技在SNEC 2026上定义的行业下一站!来源:TCL光伏科技 发布时间:2026-06-10 09:45:08

在2026 SNEC国际太阳能光伏与智慧能源展会上,TCL光伏科技以“合光聚力 敢为不凡”为主题,系统展示了其从传统光伏电站开发商向综合能源服务平台的战略升级。文章指出,面对行业迈向“源网荷储协同、电碳融合、AI数智运营”的新阶段,TCL光伏科技构建了覆盖户用、工商业、海外市场的多元化场景解决方案,并强化后端能源运营能力,涵盖数智化运维、虚拟电厂、售电服务及碳资产管理。其户用“墅野新居”、工商业“特能系列”及本土化光储方案,均体现高度适配性;AI技术则深度融入设计、分析与家庭能源管理全流程。展会期间,公司斩获三项行业大奖,并推进多项生态合作,标志着其全链路价值服务能力已趋于成熟。(198字)

从“发电站”到“能源管家”:TCL光伏科技在SNEC 2026上定义的行业下一站来源:北方网 发布时间:2026-06-09 17:20:42

在2026 SNEC国际太阳能光伏与智慧能源展会上,TCL光伏科技以“合光聚力 敢为不凡”为主题,系统展示了其从传统光伏电站开发商向综合能源服务平台的战略升级。文章指出,面对行业迈向“源网荷储协同、电碳融合、AI数智运营”的新阶段,TCL光伏科技构建了覆盖户用、工商业、海外市场的全场景解决方案,并强化后端能源运营能力,包括虚拟电厂、售电服务、绿电绿证及碳资产管理。通过AI驱动的智能设计、运维与家庭能源管理,支撑多区域、多业态规模化服务;依托全球化布局与SunPower技术积累,已将光储一体化方案落地全球22国。展会期间获三项行业大奖,并深化生态合作,标志着其全链路价值服务能力趋于成熟。(198字)

应对高功率与高电压趋势,TE 携焕新光伏解决方案亮相 SNEC 2026来源:投稿 发布时间:2026-06-03 19:02:24

本文介绍了TE Connectivity(泰科电子)在2026年SNEC光伏展会上发布的焕新光伏连接解决方案。面对光伏系统向高电压(最高达2000V)、高功率方向发展的趋势,TE聚焦端到端连接技术升级,重点推出三款新一代SOLARLOK光伏连接器:PVB型适配储能与高电压场景,具备IP68防护及2000V耐压能力;PVA型优化安装效率与导电性能,接触电阻低至0.25mΩ;PV5型支持16mm²大线径直连,便于扩容与简化施工。此外,TE强调全生命周期设计,包括可拆卸回收结构与SOLARLOK Safe Lock安全保护盖,兼顾绿色可持续性与作业安全性,旨在提升电站效率、长期可靠性及运维经济性。(199字)

应对高功率与高电压趋势,泰科电子携焕新光伏解决方案亮相2026国际太阳能光伏和智慧能源(上海)展览会来源:泰科电子 发布时间:2026-06-03 17:02:35

本文介绍了泰科电子(TE Connectivity)在2026年SNEC上海光伏展上发布的全新光伏连接解决方案。面对光伏系统向高功率、高电压方向快速演进的趋势,TE聚焦发电侧至升压输电侧的端到端连接需求,推出多款升级版SOLARLOK光伏连接器:PVB型适配2000V储能与逆变场景,具备IP68防护及高可靠性;PVA型优化安装效率与低接触电阻(0.25mΩ),降低功率损耗;PV5型支持16mm²大线径直连,简化施工并预留扩容空间。同时,TE强调全生命周期设计,通过模块化结构支持退役回收,并新增Safe Lock安全保护盖提升作业安全性。整体方案旨在提升电站效率、长期可靠性与运维经济性,响应中国光伏产业从“规模驱动”转向“效率与可靠性并重”的高质量发展路径。(199字)

岩头50MW光伏发电项目(以此件为准) 用地预审与选址意见书审批公示来源:兰坪县自然资源局 发布时间:2026-05-22 10:36:49

根据《中华人民共和国土地管理法》《中华人民共和国城乡规划法》《建设项目用地预审管理办法》及相关规定进行建设项目用地预审与选址意见书审批公示。

当建筑开始发电|华宝新能×广州设计周发起光伏瓦建筑设计大赛!来源:华宝新能 发布时间:2026-05-21 19:05:34

基于这样的思考,华宝新能联合广州设计周,正式发起:华宝新能美学曲面光伏瓦设计大赛,以设计之名,探索绿色能源与建筑美学融合的未来表达。作为全球首款曲面XBC光伏瓦,华宝新能美学曲面光伏瓦以“建筑材料化”为核心理念,让光伏不再附着于建筑,而是直接成为屋顶系统本身。华宝新能相信,真正推动行业进化的,不只是技术,更是设计。因此,华宝新能×广州设计周发起光伏瓦建筑设计大赛,共同探索未来绿色建筑的新范式。

一次调频与功率预测已成光伏并网“硬准入”,你准备好了吗?来源:投稿 发布时间:2026-04-07 11:40:23

否则一次调频响应时,光储单元可能相互抵消,不仅无效,还可能引起系统振荡。CET中电技术针对微网快频控制系统与微网协调控制系统,专项设计了配合机制,明确调频响应优先级与功率指令的仲裁逻辑,防止两套系统在同一时刻发出相互矛盾的控制指令。

攀枝花发布光伏发电规划 打造西南清洁能源基地与山地光伏示范标杆来源:攀枝花市人民政府 发布时间:2026-03-24 10:18:57

据攀枝花市人民政府消息,为落实国家“双碳”战略,攀枝花市正式发布《攀枝花市光伏发电资源普查及基地规划报告》,计划依托其优越的太阳能资源,打造国家重要清洁能源基地与西南山地光伏开发示范标杆。综合效益显著,助力区域发展规划实施预计将带动约250亿元投资,创造大量就业岗位,并推动产业转型。该规划为山地光伏开发提供了可复制的经验,未来将拓展更多“光伏+”融合模式,深化区域能源合作,全力助力“双碳”目标实现。

湖北能源:2月光伏发电量同比下滑21.51%来源:湖北能源公告 发布时间:2026-03-10 07:39:26

3月7日,湖北能源发布关于2026年2月发电情况的自愿性信息披露公告。公告显示,2026年2月,湖北能源完成发电量33.54亿千瓦时,同比增加14.20%。其中水电发电量同比增加109.00%,火电发电量同比减少3.99%,新能源发电量同比减少9.45%。其中光伏发电量3.65亿千瓦时,同比下滑21.51%。

青海油田凯驰光伏电站2026年发电量突破1亿千瓦时来源:中国新闻网 发布时间:2026-02-25 09:48:47

2月11日,记者从青海油田获悉,截至2月6日,青海油田凯驰光伏电站2026年发电量突破1亿千瓦时,实现了高效开局。截至目前,青海油田清洁电力累计发电量已达1.9亿千瓦时,相当于节约标准煤约5.7万吨,减少二氧化碳排放约15.16万吨。目前,青海油田正着力提升凯驰光伏电站运营效能,并加快拓展新能源产业布局,以切实服务国家能源安全大局,坚定践行绿色低碳发展道路。

飞虎3分布式首选!陕北实证展现卓越性能 高双面率与弱光优势助力沙漠光伏高效发电来源:晶科能源 发布时间:2026-02-10 11:16:31

近日,晶科能源在陕北沙漠地区完成了一项针对TOPCon与BC光伏组件的户外实测对比项目。该项目位于陕西省典型沙丘地貌区域,历时36天(2025年12月9日至2026年1月19日),在冬季复杂气候条件下,系统对比了两种技术路线在沙漠高反射、多沙尘及积雪环境中的实际发电表现。