材料与衬底间的晶格失配问题.因而它几乎可以淀积在任何衬底上,包括廉价的玻璃衬底,

 

并 且易于实现大面积化. 5.制备非晶硅太阳能电池能耗少,  

约 100 千瓦小时,能耗的回收年

 

数比单晶硅电池短很 多:

    独立光伏电源系统设计方法
    经过光伏工作者们坚持不懈的努力 ,太阳能电池的生产技术不断得到提高,

 

并且日益 广

泛地应用于各个领域.特别是邮电通信方面,由于近年来通信行业的迅猛发展,

 

对通信电 源

的要也越来越高, 所以稳定可靠的太阳能电源被广泛使用于通信领域. 而如何根据各地区 

太阳能辐射条件, 来设计出既经济而又可靠的光伏电源系统, 这是众多专家学者研究已久

 

的 课题,而且已有许多卓越的研究成果,为我国光伏事业的发展奠定了坚实的基础.笔者在

 

学 习各专家的设计方法时发现, 

 

这些设计仅考虑了蓄电池的自维持时间 (即最长连续阴雨

天) , 

 

而没有考虑到亏电后的蓄电池最短恢复时间 (即两组最长连续阴雨天之间的最短间隔

天数) . 这个问题尤其在我国南方地区应引起高度重视, 因为我国南方地区阴雨天既长又多,
 

 

而对于 方便适用的独立光伏电源系统, 由于没有应急的其他电源保护备用, 所以应该将此

 

问题纳入 设计中一起考虑. 本文综合以往各设计方法的优点, 结合笔者多年来实际从事光

 

伏电源系统 设计工作的经验, 引入两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数作为设计的依

据之一, 

 

并综 合考虑了各种影响太阳能辐射条件的因素,提出了太阳能电池,蓄电池容量的

计算公式,  

及 相关设计方法. 

 

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. 因此,太阳能电源系统的设计,需要考虑的因素多而复杂.特点是:所用的数据大多为 

以前统计的数据,各统计数据的测量以及数据的选择是重要的. 设计者的任务是:在太阳能

电池方阵所处的环境条件下(即现场的地理位置,

 

太阳辐射 能,气候,气象,地形和地物等),设

 

计的太阳能电池方阵及蓄电池电源系统既要讲究经济 效益,又要保证系统的高可靠性. 某

特定地点的太阳辐射能量数据, 以气象台提供的资料为依据, 

 

供设计太阳能电池方阵 用.这

些气象数据需取积累几年甚至几十年的平均值. 地球上各地区受太阳光照射及辐射能变化

 

的周期为一天 24h.

 

 

处在某一地区的太阳能电 池方阵的发电量也有 24h 的周期性的变化,

其规律与太阳照在该地区辐射的变化规律相同. 但是天气的变化将影响方阵的发电量.如果

有几天连续阴雨天,方阵就几乎不能发电,

 

只能 靠蓄电池来供电, 而蓄电池深度放电后又需

尽快地将其补充好. 

 

设计者多数以气象台提供的 太阳每天总的辐射能量或每年的日照时数

的平均值作为设计的主要数据. 由于一个地区各年

    的数据不相同 ,为可靠起见应取近十年内的最小数据.根据负载的耗电情况,在日照和无

 

日 照时, 均需用蓄电池供电. 气象台提供的太阳能总辐射量或总日照时数对决定蓄电池的

 

容量 大小是不可缺少的数据. 对太阳能电池方阵而言, 负载应包括系统中所有耗电装置 
(

 

除用电器外还有蓄电池及线 路,控制器等)的耗量. 方阵的输出功率与组件串并联的数量有

关, 串联是为了获得所需要的工作电压, 

 

并联是 为了获得所需要的工作电流,适当数量的组

件经过串并联即组成所需要的太阳能电池方阵. 3 

 

蓄电池组容量设计 太阳能电池电源系统

的储能装置主要是蓄电池. 

 

与太阳能电池方阵配套的蓄电池通常工 作在浮充状态下, 其电

压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化. 

 

它的容量比负载所需的 电量大得多.蓄电池

提供的能量还受环境温度的影响.为了与太阳能电池匹配,

 

要蓄电池工 作寿命长且维护简单.

 (1)

 

蓄电池的选用 能够和太阳能电池配套使用的蓄电池种类很多,目前广泛采用的有铅酸

免维护蓄电池, 普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池三种. 国内目前主要使用铅酸免维护蓄

电池, 

 

因为其固有 的"免"维护特性及对环境较少污染的特点,很适合用于性能可靠的太阳

能电源系统,

 

特别 是无人值守的工作站. 普通铅酸蓄电池由于需要经常维护及其环境污染

较大, 

 

所以主要适于 有维护能力或低档场合使用.碱性镍镉蓄电池虽然有较好的低温,过充,

过放性能,

 

但由于 其价格较高,仅适用于较为特殊的场合. (2)

 

蓄电池组容量的计算 蓄电池

的容量对保证连续供电是很重要的.在一年内,方阵发电量各月份有很大差别. 方阵的发电

量在不能满足用电需要的月份, 要靠蓄电池的电能给以补足; 

 

在超过用电需要的 月份,是靠

蓄电池将多余的电能储存起来.所以方阵发电量的不足和过剩值,

 

是确定蓄电池 容量的依据

之一.同样,连续阴雨天期间的负载用电也必须从蓄电池取得.所以,

 

这期间的 耗电量也是确