独立光伏电源系统设计方法
Cz为修正系数,主要为组合、衰减、灰尘、充电效率等的损失,一般取0.8。
③两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数Nw,此数据为本设计之独特之处,主要考虑要在此段时间内将亏损的蓄电池电量补充起来,需补充的蓄电池容量Bcb为:
Bcb=A×QL×NLAh(5)
④太阳能电池组件并联数Np的计算方法为:
Np=(Bcb+Nw×QL)/(Qp×Nw)(6)
式(6)的表达意为:并联的太阳能电池组组数,在两组连续阴雨天之间的最短间隔天数内所发电量,不仅供负载使用,还需补足蓄电池在最长连续阴雨天内所亏损电量。
(3)太阳能电池方阵的功率计算
根据太阳能电池组件的串并联数,即可得出所需太阳能电池方阵的功率P:
P=Po×Ns×NpW(7)
式中:Po为太阳能电池组件的额定功率。
5设计实例
以广州某地面卫星接收站为例,负载电压为12V,功率为25W,每天工作24h,最长连续阴雨天为15d,两最长连续阴雨天最短间隔天数为30d,太阳能电池采用云南半导体器件厂生产的38D975×400型组件,组件标准功率为38W,工作电压17.1V,工作电流2.22A,蓄电池采用铅酸免维护蓄电池,浮充电压为(14±1)V。其水平面太阳辐射数据参照表1,其水平面的年平均日辐射量为12110(kJ/m2),Kop值为0.885,最佳倾角为16.13°,计算太阳能电池方阵功率及蓄电池容量。
(1)蓄电池容量Bc
Bc=A×QL×NL×To/CC
=1.2×(25/12)×24×15×1/0.75
=1200Ah
(2)太阳能电池方阵功率P
因为:
Ns=UR/Uoc=(Uf+UD+UC)/Uoc
=(14+0.7+1)/17.1=0.92≈1
Qp=Ioc×H×Kop×Cz
=2.22×12110×(2.778/10000)×0.885×0.8
≈5.29Ah
Bcb=A×QL×NL
=1.2×(25/12)×24×15=900Ah
QL=(25/12)×24=50Ah
Np=(Bcb+Nw×QL)/(Qp×Nw)
=(900+30×50)/(5.29×30)≈15
故太阳能电池方阵功率为:
P=Po×Ns×Np=38×1×15=570W
(3)计算结果
该地面卫星接收站需太阳能电池方阵功率为570W,蓄电池容量为1200Ah。
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