太阳能光伏系统设计研究

　【摘

 要】随着新能源的不断发展，太阳能发电应用范围越来越广泛。本文介绍了太阳能光

伏系统的组成、优点、分类及应用，分析了影响设计的诸多因素，详细阐述了光伏离网系统
和光伏并网系统的组成和技术方法。
　　【关键词】太阳能；光伏系统；设计；计算
　　引言
　　随着传统能源的不断减少，新能源发展迅猛，而太阳能发电因环保清洁等因素备受各
国青睐，并且日益广泛地应用于各个领域。为了保证太阳能系统稳定，可靠，我们在设计初
期就会综合考虑多种因素，合理化设计系统方案，以达到光伏系统最优化配置。
　　

1、太阳能光伏系统简介

　　

1.1 太阳能光伏系统组成

　　太阳能光伏系统由以下几部分组成：太阳电池组件，充、放电控制器、逆变器、测试仪表
和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。
　　

1.2 太阳能光伏系统优点

　　光伏系统具有以下的特点：没有转动部件，不产生噪音；没有空气污染、不排放废水；
没有燃烧过程，不需要燃料；维修保养简单，维护费用低；运行可靠性、稳定性好；作为关
键部件的太阳电池使用寿命长，晶体硅太阳电池寿命可达到

25 年以上；根据需要很容易扩

大发电规模。
　　

1.3 太阳能光伏系统分类及应用

　　光伏系统应用非常广泛，光伏系统应用的基本形式可分为两大类：独立发电系统和并
网发电系统。应用主要领域主要在太空航空器、通信系统、微波中继站、电视差转台、光伏水泵
和无电缺电地区户用供电。随着技术发展和世界经济可持续发展的需要，发达国家已经开始
有计划地推广城市光伏并网发电，主要是建设户用屋顶光伏发电系统和

MW 级集中型大型

并网发电系统等，同时在交通工具和城市照明等方面大力推广太阳能光伏系统的应用。
　　光伏系统的规模和应用形式各异，如系统规模跨度很大，小到

0.3～2W 的太阳能庭院

灯，大到

MW 级的太阳能光伏电站。其应用形式也多种多样，在家用、交通、通信、空间应用

等诸多领域都能得到广泛的应用。
　　

2、太阳能光伏系统设计

　　

2.1 影响设计的诸多因素

　　太阳照在地面太阳能电池方阵上的辐射光的光谱、光强受到大气层厚度（即大气质量）、
地理位置、所在地的气候和气象、地形地物等的影响，其能量在一日、一月和一年内都有很大
的变化，甚至各年之间的每年总辐射量也有较大的差别。太阳能电池方阵的光电转换效率，
受到电池本身的温度、太阳光强和蓄电池电压浮动的影响，而这三者在一天内都会发生变化，
所以太阳能电池方阵的光电转换效率也是变量。蓄电池组也是工作在浮充电状态下的，其电
压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化。蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。太阳
能电池充放电控制器由电子元器件制造而成，它本身也需要耗能，而使用的元器件的性能、
质量等也关系到耗能的大小，从而影响到充电的效率等。负载的用电情况，也视用途而定，
如通信中继站、无人气象站等，有固定的设备耗电量。而有些设备如灯塔、航标灯、民用照明
及生活用电等设备，用电量是经常有变化的。
　　

2.2 太阳能光伏系统设计方案

　　

2.2.1 光伏离网系统设计计算

　　系统设计计算应包括：蓄电池选型计算、太阳能组件选型计算、控制器选型计算、逆变选
型计算等，这些计算可根据用户的要求来提供。