可以說光伏係統的規模和應用形式各異
，小到0.3～2W的太陽能庭院燈，大到MW級的太陽能光伏電站。其應用形式也多種多樣，在家用、交通、通信
、空kong間jian應ying用yong等deng諸zhu多duo領ling域yu都dou能neng得de到dao廣guang泛fan的de應ying用yong。盡jin管guan光guang伏fu係xi統tong規gui模mo大da小xiao不bu一yi，但dan其qi組zu成cheng結jie構gou和he工gong作zuo原yuan理li基ji本ben相xiang同tong。本ben文wen將jiang簡jian要yao介jie紹shao光guang伏fu係xi統tong結jie構gou，並bing重zhong點dian介jie紹shao其qi功gong率lv計ji算suan方fang法fa。

 

 

圖1是一個典型的供應直流負載的光伏係統示意圖。

圖1 直流負載光伏係統

圖2 光伏發電係統原理方框圖

 

 

1.光伏組件方陣：由太陽電池組件(也稱光伏電池組件)按照係統需求串
、並聯而成，在太陽光照射下將太陽能轉換成電能輸出，它是太陽能光伏係統的核心部件。

 

2.蓄電池：將太陽電池組件產生的電能儲存起來，當光照不足或晚上
、或huo者zhe負fu載zai需xu求qiu大da於yu太tai陽yang電dian池chi組zu件jian所suo發fa的de電dian量liang時shi，將jiang儲chu存cun的de電dian能neng釋shi放fang以yi滿man足zu負fu載zai的de能neng量liang需xu求qiu，它ta是shi太tai陽yang能neng光guang伏fu係xi統tong的de儲chu能neng部bu件jian。目mu前qian太tai陽yang能neng光guang伏fu係xi統tong常chang用yong的de是shi鉛qian酸suan蓄xu電dian池chi，對dui於yu較jiao高gao要yao求qiu的de係xi統tong，通tong常chang采cai用yong深shen放fang電dian閥fa控kong式shi密mi封feng鉛qian酸suan蓄xu電dian池chi、深放電吸液式鉛酸蓄電池等。

3.控製器：它對蓄電池的充
、放fang電dian條tiao件jian加jia以yi規gui定ding和he控kong製zhi，並bing按an照zhao負fu載zai的de電dian源yuan需xu求qiu控kong製zhi太tai陽yang電dian池chi組zu件jian和he蓄xu電dian池chi對dui負fu載zai的de電dian能neng輸shu出chu
，是shi整zheng個ge係xi統tong的de核he心xin控kong製zhi部bu分fen。隨sui著zhe太tai陽yang能neng光guang伏fu產chan業ye的de發fa展zhan
，控kong製zhi器qi的de功gong能neng越yue來lai越yue強qiang大da，有you將jiang傳chuan統tong的de控kong製zhi部bu分fen
、逆變器以及監測係統集成的趨勢，如AES公司的SPP和SMD係列的控製器就集成了上述三種功能。

 

4.逆變器：在zai太tai陽yang能neng光guang伏fu供gong電dian係xi統tong中zhong，如ru果guo含han有you交jiao流liu負fu載zai
，那na麼me就jiu要yao使shi用yong逆ni變bian器qi設she備bei，將jiang太tai陽yang電dian池chi組zu件jian產chan生sheng的de直zhi流liu電dian或huo者zhe蓄xu電dian池chi釋shi放fang的de直zhi流liu電dian轉zhuan化hua為wei負fu載zai需xu要yao的de交jiao流liu電dian。

 

taiyangnengguangfugongdianxitongdejibengongzuoyuanlijiushizaitaiyangguangdezhaoshexia，jiangtaiyangdianchizujianchanshengdediannengtongguokongzhiqidekongzhigeixudianchichongdianhuozhezaimanzufuzaixuqiudeqingkuangxiazhijiegeifuzaigongdian，ruguorizhaobuzuhuozhezaiyejianzeyouxudianchizaikongzhiqidekongzhixiageizhiliufuzaigongdian，duiyuhanyoujiaoliufuzaideguangfuxitongeryan，haixuyaozengjianibianqijiangzhiliudianzhuanhuanchengjiaoliudian。guangfuxitongdeyingyongjuyouduozhongxingshi
，danshiqijibenyuanlidatongxiaoyi。

 

 

矽太陽能發電板容量是指平板式太陽能板發電功率WP。太陽能發電功率量值取決於負載24h所能消耗的電力H(WH)
，由負載額定電源與負載24h所消耗的電力
，決定了負載24h消耗的容量P(AH)
，再考慮到平均每天日照時數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個數及蓄電池浮充電壓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)，便可決定平板式太陽能板發電功率WPW，從而設計出太陽能板容量

，由設計出的容量WP與太陽能電池陣列工作電壓VP

，確定矽電池平板的串聯塊數與並聯組數。

 

 

1.計算負載24h消耗容量P。

 

P=H/V

 

H——負載24小時消耗的電力(WH
，瓦˙時)

 

V——負載額定電源

 

2.選定每天日照時數T(H)。

 

3.計算太陽能陣列工作電流。

 

IP=P(1+Q)/T

 

Q——按陰雨期富餘係數，Q=0.21～1.00

 

4.確定蓄電池浮充電壓VF。

 

鎘鎳(GN)和鉛酸(CS)蓄電池的單體浮充電壓分別為1.4～1.6V和2.2V。

 

5.太陽能電池溫度補償電壓VT。

 

VT=2.1/430(T-25)VF

 

6.計算太陽能電池陣列工作電壓VP。

 

VP=VF+VD+VT

 

其中VD=0.5～0.7

 

約等於VF

 

7.太陽電池陣列輸出功率WP，平板式太陽能電板。

 

WP=IP×VP

 

8.根據VP、WP在矽電池平板組合係列表格
，確定標準規格的串聯塊數和並聯組數。

 

另外，交流係統或並網係統還要考慮逆變器轉換效率、其他功率損耗等。

 

 

下麵以100W輸出功率，每天使用5個小時為例，介紹一下計算方法：

 

1.首先應計算出每天消耗的瓦時數(包括逆變器的損耗)：

若逆變器的轉換效率為90%，則當輸出功率為100W時
，則實際需要輸出功率應為100W/90%=111W;若按每天使用5小時
，則耗電量為111W*5小時=555Wh。

 

 

一般情況下我們可以按每日有效日照時間為6小時計算，再考慮到充電效率和充電過程中的損耗，太陽能電池板的輸出功率應為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過程中，太陽能電池板的實際使用功率。