3.太阳能电池方阵的设计
在选择太阳能电池组件之前应先确定所需的发电系统的容量。计算太阳能光伏发电系统

容量需要一些基本数据，如：所有负载功率及连续工作时间、太阳能电池组件安装的地理位
置及安装地点的气象资料等。太阳能电池组件不仅要满足平均气候条件下负载的每日用电需
求，还要满足光照最差季节的需要。

有了足够的数据，就可以计算太阳能电池方阵的容量了。计算太阳能电池方阵的容量有

以下几种方法：

（

1）对于光伏电站，一般使用下列计算步骤：

首先，确定负载功耗；
    W=ΣI×H  (Ah)
式中，

I 为负载电流；H 为负载工作时间，单位 h。

其次，确定太阳能电池方阵的倾角；
太阳能电池方阵倾角应与当地纬度有关，但由于太阳辐射量随季节、气候变化，各个月

份接受到的太阳辐射量差别很大，因此在具体设计某一方阵的倾角时，应考虑所带负载的
性质。例如：太阳能路灯的全年耗电量比较稳定，因此推荐太阳能电池方阵倾角在当地纬度
的基础上再增加

15°~20°，这样才能使全年辐射量最低的月份也能得到较大的太阳辐射量。

第三，计算太阳能电池方阵

β 倾角下的辐射量；

    R

β

=S×sin(α+β)/sinα+D

式中，

R

β

为

β 倾角太阳能电池方阵面上的太阳总辐射量；α 为中午时太阳高度角，

α=90°－φ±δ，φ 为纬度，δ 为太阳赤纬度（北半球取+号）；S 为水平面太阳直接辐射量
（查气象资料）；

D 为散射辐射量（查气象资料）。

第四，计算太阳灯电池方阵电流；
    I=W/(T

m

×η

1

×η

2

)

式 中 ，

I 为 太 阳 能 电 池 方 阵 的 最 小 输 出 电 流 ； T

m

为 平 均 峰 值 日 照 时 数 ；

T

m

=（R

β

mW·h/cm

2

）

/(100mW/cm

2

); η

1

为蓄电池充电效率；

η

2

为太阳能电池方阵表面灰尘遮

散损失。

第五，确定太阳能电池方阵电压；
    V=V

F

+V

D

式中，

V

F

为蓄电池浮充电压（

25

℃）；V

D

为线路电压损耗。

最后，确定太阳能电池方阵功率。

P=I

m

×V/[1-α(t

max

-25)]

式中，

α 为太阳能电池功率的温度系数，对一般的硅太阳能电池，α=0.5%；t

max

为太阳

能电池最高工作温度。

（

2）当负载每天有规律的工作时，一般使用下面方法来计算：

首先，确定安装地点的日照量；

Q

′=Q×K

1

×1.16×[cos

│(φ-β-δ)│/cos│(φ-δ)│

式中，

Q 为水平面的月平均日照量（cal/cm

2

·d）; K

1

为日照修正系数（一般为

0.9）；

1.16 为单位变换系数（cal/cm

2

·d

→mW·h/cm

2

）；

φ 为安装场所的纬度；β 为太阳能电池方阵

的倾斜度（相对于水平面）；

δ 为太阳的月平均赤纬度。

其次，确定负载的消耗功率

负载消耗功率按负载的日平均消耗功率来计算，因此必须了解所有负载每天的使用时