太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計分為軟件設計和硬件設計,且軟件設計先于硬件設計。軟件設計主要包括:負載用電量的計算,太陽能電池方陣輻射量的計算,太陽能電池、蓄電池用量的計算以及兩者之間相互匹配的優(yōu)化設計,太陽能電池方陣安裝傾角的計算,系統(tǒng)運行情況的預測和系統(tǒng)經(jīng)濟效益的分析等。硬件設計主要包括:負載的選型及必要的設計,太陽能電池和蓄電池的選型,太陽能電池支架的設計,逆變器的選型和設計,以及控制、測量系統(tǒng)的選型和設計。對于大型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),還有光伏電池方陣場的設計、防雷接地的設計。
太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設計的總原則是,在保證滿足負載供電需要的前提下,確定使用更少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量,以盡量減少初始投資。系統(tǒng)設計者應當知道,在光伏發(fā)電系統(tǒng)設計過程中做出的每個決定都會影響造價。由于不適當?shù)倪x擇,可輕易地使系統(tǒng)的投資成倍地增加,而且未必就能滿足使用要求。在決定要建立一個獨立的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)之后,可按下述步驟進行設計:計算負載,確定蓄電池容量,確定太陽能電池方陣容量,選擇控制器和逆變器,考慮混合發(fā)電的問題等。
在進行光伏系統(tǒng)的設計之前,需要了解并獲取一些進行計算和選擇必需的基本數(shù)據(jù):光伏系統(tǒng)現(xiàn)場的地理位置,包括地點、緯度、經(jīng)度和海拔;該地區(qū)的氣象資料,包括逐月的太陽能總輻射量、直接輻射量以及散射輻射量;年平均氣溫和最高、最低氣溫,最長連續(xù)陰雨天數(shù),最大風速以及冰雹、降雪等特殊氣象情況等。
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