文档介绍：太阳能电池供电系统设计步骤
⑴列出基本数据
①确定所有负载功率及连续工作时间
②确定地理位置:经、纬度及海拔高度
③确定安装地点的气象资料:
★年(或月)太阳辐射总量或年(或月)平均日照时数
★年平均气温和极端气温
★最长连续阴雨天数
★最大风速及冰雹等特殊气候资料
⑵确定负载功耗:Q=ΣI·H 其中:I-负载电流,H-负载工作时间(小时)
⑶确定蓄电池容量:C = Q X d X
式中:d-连续阴雨天数 C-蓄电池标称容量(10 小时放电率)
C = (10~20)×Cr /(1-d)
⑷确定方阵倾角:推荐方阵的倾角与纬度的关系
当地纬度Ф 0~15° 15~20° 25~30° 30~35° 35~40° >40°
方阵倾角β 15° ФФ+5° Ф+10° Ф+15 Ф+20
⑸计算方阵β倾角下的辐射量:
Sβ= S×sin(α+β)/sinα光线
式中:Sβ—β倾角方阵太阳直接辐射分量α+β方阵
α—中午时太阳高度角
S—水平面太阳直接辐射量(查气象资料)
其它:α=90°-Φ±δαβ
式中:Φ—纬度
δ—太阳赤纬度(北半球取+号) 地面
即:α=90°-Φ+δ
δ=°sin[(284+n)×360/365]
式中:n—从一年开头算起第 n 天的纬度
那么 Rβ=S×sin(α+β)/sinα+D
式中 Rβ—β角方阵面上的太阳总辐射量 D—散射辐射量(查阅气象资料)
⑹计算方阵电流:
Tm = (Rβ×mwH/cm2)/(100mw/cm2)
式中:Tm—为平均峰值日照时数
Imin = Q/(Tm×η1×η2)
式中:Imin—方阵最小输出电流η1—蓄电池充电效率
η2—方阵表面灰尘遮散损失
Imax = Q/(Tmin×η1×η2)
⑺确定方阵电压:
V = Vf+Vd
式中:Vf—蓄电池浮充电压(25℃)Vd—线路电压损耗
⑻确定方阵功率:
F=Im×V/(1-α(Tmax-25))
式中:α—一般取α=% Tmax—太阳电池最高工作温度
⑼根据蓄电池容量、充电电压、环境极限温度、太阳电池方阵电压及功率要求,选取适
合的太阳电池组件。
举例:以负载 480W/-48V 为例
⑴基本数据:
※负载功率:480W/-48V,24 小时连续工作。
※地理位置:新疆库车:东经 83°E,北纬 °N
※年平均日照时数(水平面):2700 小时
※极限气温:-40℃~+70℃
※连续阴雨天数:5 天
※最大风速:50m/s
※水平面太阳直接辐射量:S = 478mwH/cm2
⑵负载功率:Q=480W/-48V X 24=240AH
⑶确定蓄电池容量:
取 d=5 C=240 X 5 X =1560AH
⑷确定方阵倾角:β
取β=40°+15°=55°
⑸计算方阵β角下的日辐射量:
因为α=90°-Φ+δ=90°-40°+15°=65°
δ=°sin[(284+n)×360/365]
取 n=2