20、光伏系统设计全解析

光伏系统设计全解析

1. 光伏模块基础原理

光伏模块能够将辐射能转化为电能，其产生的能量与模块面积成正比。通过太阳能光谱，可以绘制出光伏模块的 (kW/m^2/nm) 与波长和预估温度的函数曲线，此曲线通常在空气质量为 1.5 的条件下绘制。

光伏模块在标称温度（NT）下进行测试，可根据环境温度来估算电池温度，公式如下：
[T_c=T_a+\left(\frac{NT - 20}{K_c}\right)\cdot S]
其中，(T_c) 为电池温度，(T_a) 为环境温度，单位均为摄氏度；(NT) 是制造商测试的电池标称温度；(S) 是太阳辐照度（(kW/m^2)）；(K_c) 是根据测试数据经验计算得出的常数，范围在 0.7 至 0.8 之间。

2. 光伏系统设计原则

光伏系统设计基于反复试验，但必须建立在对科学和工程原理的清晰理解之上。在设计光伏发电系统时，需依据设计规格对现有的光伏模块进行测试。设计规格主要包括：
- 功率要求 ：明确要产生的功率，单位为 kW 或 MW。
- 额定负载电压 ：若光伏系统作为独立发电站运行，需指定额定负载电压。例如，住宅光伏系统可能安装几千瓦的功率，以 120 V 和 207.8 V 的标称电压为住宅负载供电；若连接到当地电网，还需指定互连电压。
- 其他限制 ：如当地电气规范会规定住宅系统中安全的直流电压上限；住宅用户还需考虑光伏系统所需的重量和表面积；设计者应追求以最低的安装和运营成本设计出满足场地限制的光伏系统。

3. 光伏系统设