可以說光伏係統的規模和應用形式各異，小到0.3～2W的太陽能庭院燈，大到MW級的太陽能光伏電站。其應用形式也多種多樣
，在家用
、交通、通信
、空(kong)間(jian)應(ying)用(yong)等(deng)諸(zhu)多(duo)領(ling)域(yu)都(dou)能(neng)得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。盡(jin)管(guan)光(guang)伏(fu)係(xi)統(tong)規(gui)模(mo)大(da)小(xiao)不(bu)一(yi)
，但(dan)其(qi)組(zu)成(cheng)結(jie)構(gou)和(he)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)基(ji)本(ben)相(xiang)同(tong)。本(ben)文(wen)將(jiang)簡(jian)要(yao)介(jie)紹(shao)光(guang)伏(fu)係(xi)統(tong)結(jie)構(gou)，並(bing)重(zhong)點(dian)介(jie)紹(shao)其(qi)功(gong)率(lv)計(ji)算(suan)方(fang)法(fa)。

 

 

圖1是一個典型的供應直流負載的光伏係統示意圖。

圖1 直流負載光伏係統

圖2 光伏發電係統原理方框圖

 

 

1.光伏組件方陣：由太陽電池組件(也稱光伏電池組件)按照係統需求串、並聯而成，在太陽光照射下將太陽能轉換成電能輸出，它是太陽能光伏係統的核心部件。

 

2.蓄電池：將太陽電池組件產生的電能儲存起來，當光照不足或晚上、huozhefuzaixuqiudayutaiyangdianchizujiansuofadedianliangshi


，jiangchucundediannengshifangyimanzufuzaidenengliangxuqiu
，tashitaiyangnengguangfuxitongdechunengbujian。muqiantaiyangnengguangfuxitongchangyongdeshiqiansuanxudianchi，duiyujiaogaoyaoqiudexitong，tongchangcaiyongshenfangdianfakongshimifengqiansuanxudianchi
、深放電吸液式鉛酸蓄電池等。

 

3.控製器：它對蓄電池的充、放(fang)電(dian)條(tiao)件(jian)加(jia)以(yi)規(gui)定(ding)和(he)控(kong)製(zhi)，並(bing)按(an)照(zhao)負(fu)載(zai)的(de)電(dian)源(yuan)需(xu)求(qiu)控(kong)製(zhi)太(tai)陽(yang)電(dian)池(chi)組(zu)件(jian)和(he)蓄(xu)電(dian)池(chi)對(dui)負(fu)載(zai)的(de)電(dian)能(neng)輸(shu)出(chu)，是(shi)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)核(he)心(xin)控(kong)製(zhi)部(bu)分(fen)。隨(sui)著(zhe)太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)伏(fu)產(chan)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)，控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)功(gong)能(neng)越(yue)來(lai)越(yue)強(qiang)大(da)，有(you)將(jiang)傳(chuan)統(tong)的(de)控(kong)製(zhi)部(bu)分(fen)、逆變器以及監測係統集成的趨勢
，如AES公司的SPP和SMD係列的控製器就集成了上述三種功能。

 

4.逆變器：在zai太tai陽yang能neng光guang伏fu供gong電dian係xi統tong中zhong，如ru果guo含han有you交jiao流liu負fu載zai，那na麼me就jiu要yao使shi用yong逆ni變bian器qi設she備bei，將jiang太tai陽yang電dian池chi組zu件jian產chan生sheng的de直zhi流liu電dian或huo者zhe蓄xu電dian池chi釋shi放fang的de直zhi流liu電dian轉zhuan化hua為wei負fu載zai需xu要yao的de交jiao流liu電dian。

 

太tai陽yang能neng光guang伏fu供gong電dian係xi統tong的de基ji本ben工gong作zuo原yuan理li就jiu是shi在zai太tai陽yang光guang的de照zhao射she下xia，將jiang太tai陽yang電dian池chi組zu件jian產chan生sheng的de電dian能neng通tong過guo控kong製zhi器qi的de控kong製zhi給gei蓄xu電dian池chi充chong電dian或huo者zhe在zai滿man足zu負fu載zai需xu求qiu的de情qing況kuang下xia直zhi接jie給gei負fu載zai供gong電dian
，如ru果guo日ri照zhao不bu足zu或huo者zhe在zai夜ye間jian則ze由you蓄xu電dian池chi在zai控kong製zhi器qi的de控kong製zhi下xia給gei直zhi流liu負fu載zai供gong電dian
，對dui於yu含han有you交jiao流liu負fu載zai的de光guang伏fu係xi統tong而er言yan
，還hai需xu要yao增zeng加jia逆ni變bian器qi將jiang直zhi流liu電dian轉zhuan換huan成cheng交jiao流liu電dian。光guang伏fu係xi統tong的de應ying用yong具ju有you多duo種zhong形xing式shi，但dan是shi其qi基ji本ben原yuan理li大da同tong小xiao異yi。

 

 

矽太陽能發電板容量是指平板式太陽能板發電功率WP。太陽能發電功率量值取決於負載24h所能消耗的電力H(WH)
，由負載額定電源與負載24h所消耗的電力，決定了負載24h消耗的容量P(AH)，再考慮到平均每天日照時數及陰雨天造成的影響，計算出太陽能電池陣列工作電流IP(A)。

 

由負載額定電源，選取蓄電池公稱電壓，由蓄電池公稱電壓來確定蓄電池串聯個數及蓄電池浮充電壓VF(V)，再考慮到太陽能電池因溫度升高而引起的溫升電壓VT(v)及反充二極管P-N結的壓降VD(V)所造成的影響，則可計算出太陽能電池陣列的工作電壓VP(V)，由太陽電池陣列工作電源IP(A)與工作電壓VP(V)
，便可決定平板式太陽能板發電功率WPW
，從而設計出太陽能板容量，由設計出的容量WP與太陽能電池陣列工作電壓VP，確定矽電池平板的串聯塊數與並聯組數。

 

1.計算負載24h消耗容量P。

 

P=H/V

 

H——負載24小時消耗的電力(WH
，瓦˙時)

 

V——負載額定電源

 

2.選定每天日照時數T(H)。

 

3.計算太陽能陣列工作電流。

 

IP=P(1+Q)/T

 

Q——按陰雨期富餘係數
，Q=0.21～1.00

 

4.確定蓄電池浮充電壓VF。

 

鎘鎳(GN)和鉛酸(CS)蓄電池的單體浮充電壓分別為1.4～1.6V和2.2V。

 

5.太陽能電池溫度補償電壓VT。

 

VT=2.1/430(T-25)VF

 

6.計算太陽能電池陣列工作電壓VP。

 

VP=VF+VD+VT

 

其中VD=0.5～0.7

 

約等於VF

 

7.太陽電池陣列輸出功率WP，平板式太陽能電板。

 

WP=IP×VP

 

8.根據VP、WP在矽電池平板組合係列表格
，確定標準規格的串聯塊數和並聯組數。

 

另外，交流係統或並網係統還要考慮逆變器轉換效率、其他功率損耗等。

 

 

下麵以100W輸出功率，每天使用5個小時為例，介紹一下計算方法：

 

1.首先應計算出每天消耗的瓦時數(包括逆變器的損耗)：若逆變器的轉換效率為90%，則當輸出功率為100W時
，則實際需要輸出功率應為100W/90%=111W;若按每天使用5小時，則耗電量為111W*5小時=555Wh。

 

2.計算太陽能電池板：

 

一般情況下我們可以按每日有效日照時間為6小時計算
，再考慮到充電效率和充電過程中的損耗，太陽能電池板的輸出功率應為555Wh/6h/70%=130W。其中70%是充電過程中
，太陽能電池板的實際使用功率。