【正文】 外在因素的影響而降低，根據(jù)上述基本公式計算出的太陽能電池組件，在實際情況下通常不能滿足光伏系統(tǒng)的用電需求，為了得到更加正確的結(jié)果，有必要對上述基本 公式進行修正： a. 將太陽能電池組件輸出降低 10% 在實際工作情況下，太陽能電池組件的輸出會受到外在環(huán)境的影響而降低，如泥土、灰塵的覆蓋和組件性能的慢慢衰變等。 修正后公式如下： 蓄電池容量 = ??自 給 天 數(shù) 日 平 均 負(fù) 載最 大 允 許 放 電 深 度 溫 度 修 正 因 子 太陽能電池組件配置計算 1) 基本公式 計算太陽能電池組件數(shù)量的基本方法是用負(fù)載平均每天所需要的能量（安時數(shù)）除以一塊太陽能電池組件在一天中可以產(chǎn)生的能量即組件日輸出（安時數(shù)），這樣就可以算出系統(tǒng)需要并聯(lián)的太陽能電池組件數(shù)，其中組件日輸出的計算為太陽能光伏組件最大工作點電流（安）乘以每日太陽輻照最小時數(shù)（小時），使用遼寧工程技術(shù)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 這些組件并聯(lián)可以產(chǎn)生系統(tǒng)負(fù)載所需要的電流。 （ 2） 蓄電池的最大放電深度受低溫的影響。通常，鉛酸蓄電池容量是在 25℃時標(biāo)定的，隨著溫 度的降低， 0℃時的容量大約下降到額定容量的 90%,而在 20℃的時候大約下降到額定容量的 80%，所以必須考慮蓄電池的環(huán)境溫度對其容量的影響。 公式如下： 加權(quán)平均負(fù)載工作時間 = ?? ?負(fù) 載 功 率 負(fù) 載 工 作 時 間負(fù) 載 功 率 根據(jù)上面兩式就可以算出光伏系統(tǒng)的實際平均放電率，根據(jù)蓄電池生產(chǎn)商提供的該型號電池在不同放電速率下的蓄電池容量，就可以對蓄電池的容量進行修正。在顧宇航：光伏發(fā)電 LED照明系統(tǒng)設(shè)計 24 蓄電池匹配計算中我們常用到平均放電率這一參數(shù)。 公式如下： 串聯(lián)蓄電池數(shù)量 = 負(fù) 載 標(biāo) 稱 電 壓蓄 電 池 標(biāo) 稱 電 壓 并聯(lián)蓄電池數(shù)量 = 所 需 蓄 電 池 總 容 量單 個 蓄 電 池 容 量 2) 修正 對于鉛酸蓄電池，蓄電池的容量不是一成不變的與兩個重要因素有關(guān)：蓄電池的放電率和環(huán)境溫度。 基本公式如下： 所需蓄電池總?cè)萘?= ?自 給 天 數(shù) 日 平 均 負(fù) 載最 大 放 電 深 度 每個蓄電池都有它的標(biāo)稱電壓，為了達到負(fù)載工作的標(biāo)稱電壓，我們將蓄電池串聯(lián)起來給負(fù)載供電，需要串聯(lián)的蓄電池的個數(shù)等于負(fù)載的標(biāo)稱電壓除以蓄電池的標(biāo) 稱電壓。 蓄電池容量計算 1) 基本公式 將每天負(fù)載需要的用電量乘以根據(jù) 實際情況確定的自給天數(shù)就可以得到初步的蓄電池容量，再除以蓄電池的允許最大放電深度即可得到所需的蓄電池容量。所謂負(fù)載不嚴(yán)格的光伏應(yīng)用系統(tǒng)通常指用戶遼寧工程技術(shù)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 可以稍微調(diào)節(jié)一下負(fù)載需求從而適應(yīng)惡劣天氣帶來的不便，而嚴(yán)格系統(tǒng)指負(fù)載用電比較重要，如通信、導(dǎo)航、醫(yī)院、診所等。一般情況下可以將安裝地點的最大連續(xù)陰雨天數(shù)作為 系統(tǒng)設(shè)計的自給天數(shù)。這個參數(shù)讓系統(tǒng)設(shè)計者能夠選擇所需使用的蓄電池容量大小。特別是對于集中的供電系統(tǒng)，了 解用電規(guī)律后可適時地加以控制。實際上，某些較大功率的負(fù)載可安排在不同的時間內(nèi)使用。從理論上說，負(fù)載的確定是直截了當(dāng)?shù)?，而實際上負(fù)載的要求卻往往并不確定。在以交流負(fù)載為主的系統(tǒng)中直流系統(tǒng)電壓應(yīng)當(dāng)考慮與 選用的逆變器輸入電壓相適應(yīng)。小時（ Ah）數(shù)，也就是算出所有負(fù)載的每天平均耗電量之和。然后，按負(fù)載分類和按工作電壓分組，計算每一組的總功率。對于交流和直流負(fù)載都要同樣列出。 對于負(fù)載的估算，是獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計和定價的關(guān)鍵因素之一。在類推的時候要把握好可能導(dǎo)致的偏差因素，要知道，太陽能資源的估算會直接影響到光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能和造價。但是很少有獨立的光伏發(fā)電系統(tǒng)是建立在太陽輻射數(shù)據(jù)資料齊全的城市的，而且偏遠(yuǎn)地區(qū)的太陽輻射數(shù)據(jù)可能并不類似于附近的城市。在設(shè)計計算中，需要的基本數(shù)據(jù)主要有：現(xiàn)場的地理位置，包括地點、經(jīng)度、緯度和海拔等；安裝地點的氣象資料，包括逐月的太陽能總輻射能量、直接輻射量及散射輻射量；年平均氣溫和最高 最低氣溫，最長連續(xù)陰雨天數(shù)，最大風(fēng)速及冰雹、降雪等特殊氣象情況。由于不適當(dāng)?shù)倪x擇，可輕易地使系統(tǒng)的投資成倍的增加，而且未必就能滿足使用要求。太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計的總的原則是，在保證滿足負(fù)載供電需要的前提 下，確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量，以減少初始投資。逆變器的選型和設(shè)計，以及控制和測量系統(tǒng)的選型和設(shè)計。在要求不太嚴(yán)格的情況下，也可以采用估算的辦法。 光伏系統(tǒng)軟件設(shè)計包括：負(fù)載用電量的計算，太陽能電池方陣面輻射量的計算，太陽能電池、蓄電池用量的計算和二者之間相互匹配的優(yōu)化設(shè)計，太陽能電池方陣安裝傾角的計 算，系統(tǒng)運行情況的預(yù)測和系統(tǒng)經(jīng)濟效益的分析等。但是其造價和運行成本較上述兩種方案高。 C） A， B 兩者混合系統(tǒng)，這是介于上述兩個方之間的系統(tǒng)。而負(fù)荷較小時，或用不完電力時，就可將多余的電力賣給市電。只因其一系列種類蓄電池的體積偏大和維護困難而限制了使用范圍。在國內(nèi)外應(yīng)用已有若干年。 A）離網(wǎng)光伏蓄電系統(tǒng)。防反充二極管只是保護作用，不會影響發(fā)電效果。一塊板的話可以不用任何二極管，因為控制器本來就可防反沖。因此它必須保證回路中有最大電流，而且要承受最大反向電壓的沖擊。 防反沖二極管 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的防反充二極管又稱阻塞二極管，在太陽電池組件中其作用是避免由于太陽電池方陣在陰雨和夜晚不發(fā)電或出現(xiàn)短路故障時，擂電池組通過太陽電池方陣放電。 逆變器保護功能： a、 過載保護； b、短路保護； c、接反保護； d、欠壓保顧宇航：光伏發(fā)電 LED照明系統(tǒng)設(shè)計 20 護； e、過壓保護； f、過熱保護。方波逆變器電路簡單，造價低，但諧波分量大，一般用于幾百瓦以下和對諧波要求不高的系統(tǒng)。并網(wǎng)逆變器用于并網(wǎng)運行的 太陽能電池發(fā)電系統(tǒng) 。逆變器按運行方式，可分為獨立運行逆變器和并網(wǎng)逆變器。 逆變器 是 將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備。 充放電控制器 是能自動防止蓄電池過充電和過放電的設(shè)備。目前我國與 太陽能發(fā)電系統(tǒng) 配套使用的蓄電池主要是鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池。 蓄電池組 其作用是貯存 太陽能電池方陣 受光照時發(fā)出的電能并可隨時向負(fù)載供電。 邊框： 所采用的鋁合金邊框具有高強度，抗機械沖擊能力強。 TPT： 太陽電池的背面覆蓋物 — 氟塑料膜為白色，對陽光起反射作用，因此對組件的效率略有 提高，并因其具有較高的紅外發(fā)射率，還可降低組件的工作溫度，也有利于提高組件的效率。 EVA： 采用加有抗紫外劑、抗氧化劑和固化劑的厚度為 的優(yōu)質(zhì) EVA膜層作為太陽電池的密封劑和與玻璃、 TPT 之間的連接劑。 圖 22 太陽能電池圖 Figure 22 solar cells figure 玻璃 ： 采用低鐵鋼化絨面玻璃 (又稱為白玻璃 )， 厚度 ,在太陽電池光譜響應(yīng)的波長范圍內(nèi) (3201100nm)透光率達 91%以上，對于大于 1200 nm 的紅外光有較高的反射率。太陽能電池一般為硅電池，分為 單晶硅太陽能電池 ，多晶硅太 陽能電池和 非晶硅太陽能電池 三種。 圖 21 光伏系統(tǒng)組成 Figure 21 pv systems 顧宇航：光伏發(fā)電 LED照明系統(tǒng)設(shè)計 18 太陽能電池 在有光照（無論是太陽光，還是其它發(fā)光體產(chǎn)生的光照）情況下，電池吸收光能，電池兩 端出現(xiàn)異號電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是“光生伏特效應(yīng)”。 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 設(shè)置原理 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計需要考慮的因素： （ 1）需要考慮太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)使用的地方以及該地日光輻射情況； （ 2）需要考 慮太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)需要承載的負(fù)載功率； （ 3）系統(tǒng)所輸出電壓，以及考慮應(yīng)該使用直流電還是交流電； （ 4）系統(tǒng)每天需要工作的小時數(shù)； （ 5）如遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣，系統(tǒng)需連續(xù)供電多少天； （ 6）考慮負(fù)載的情況，是純電阻性、電容性還是電感性，啟動電流的大小。蓄電池技術(shù)是十分成熟的，但其容量要受到末端需電量，日照時間（發(fā)電時間）的影響。 若在內(nèi)建電場的兩側(cè)面引出電極并接上 負(fù)載，理論上講由 PN 結(jié)、連接電路和負(fù)載形成的回路，于是就有“光生電流”流過，太陽能電池組件就實現(xiàn)了對負(fù)載的功率 P 輸出。單一電池是一只硅晶體二極管，根據(jù)半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性，當(dāng)太陽光照射到由 P 型和 N 型兩種不同導(dǎo)電類型的同質(zhì)半導(dǎo)體材料構(gòu)成的 PN 結(jié)上時，在一定的條件下，太陽能輻射被半導(dǎo)體材料吸收，在導(dǎo)帶和價帶中產(chǎn)生非平衡載流子即電子和空穴。 發(fā)電原理 太陽能電池與蓄電池組成系統(tǒng)的電源單元，因此蓄電池性能直接影響著系統(tǒng)工作特性。光伏電站系統(tǒng)還應(yīng)有限荷保護和防雷裝置，以保護系統(tǒng)設(shè)備的過負(fù)載運行及免遭雷擊， 維護系統(tǒng)設(shè)備的安全使用。 晚上，蓄電池 開始 供電。 顧宇航：光伏發(fā)電 LED照明系統(tǒng)設(shè)計 16 2. 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)介紹及其原理 白天，在光照條件下，太陽電池組件產(chǎn)生一定的電動勢，通過組件的串并聯(lián)形成 太陽能電池方陣，使得方陣電壓達到系統(tǒng)輸入電壓的要求。在此基礎(chǔ)上，人們開始研究如“向日葵”跟隨太陽旋轉(zhuǎn)的光伏電池，讓太陽能電池板始終以最大的發(fā)電功率跟隨著太陽旋轉(zhuǎn)，即實現(xiàn)太陽能最大功率點跟蹤。 縱覽國內(nèi)外的種種太陽能電池，大多數(shù)是采用非跟蹤式接收裝置，這種方式下提高光 電轉(zhuǎn)換效率的研究方向主要有提高采 光面積，研發(fā)蓄電池新型材料及智能充放電和控制燈具關(guān)、開等。而 LED 需要直流驅(qū)動，于是， LED 光伏照明系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)少了一個復(fù)雜而性能又未必可靠的逆變器環(huán)節(jié)。 太陽能電源是直流電，而傳統(tǒng)燈泡需要交 流供電。 隨著近十年來 LDE 技術(shù)取得了突飛猛進的發(fā)展。一旦國外光伏產(chǎn)業(yè)政策有變或者為保護本國產(chǎn)業(yè)采取限制進口的措施，中國近年來大量上馬的光伏項目將面臨困境 )。 到 2020 年底，我國可再生能源利用量總計為 2 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤 (不包括傳統(tǒng)方式利用生物質(zhì)能 )，約占 個百分點，為 2020 年實現(xiàn)可再生能源占全國一次能源消費總量 10%的目標(biāo)邁出了堅實的一步。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，業(yè)界已研究開發(fā)出多種節(jié)能照明器具，并取得了一定的成效。太陽能 LED 照明燈具作為冷光源產(chǎn)品，具有性價比較高、顧宇航：光伏發(fā)電 LED照明系統(tǒng)設(shè)計 14 綠色環(huán)保、安全可靠、質(zhì)量穩(wěn)定、使用壽命長、安裝維護簡便等特點，可廣泛應(yīng)用于綠地照明、公路照明、廣告燈箱照明、城市造型景觀照明及家居照明系統(tǒng)，但太陽能 LED 照明燈具一次性投入較高是其發(fā)展的瓶頸。一塊光伏組件在 25 年的有效使用期內(nèi)，可減少約 噸的碳排放量 。在近期的民意調(diào)查中，當(dāng)受訪對象被問及哪類能源最適合子孫后代時，太陽能的得分高 出所有其它能源。在許多國家，您可以將富余電力賣給電力公司，沖抵您的電費。在加利福尼亞州，電費每年上漲 %。即使是商業(yè)電力公司，也正在尋求通過利用太陽能來構(gòu)建更為穩(wěn)定的成本結(jié)構(gòu)。隨著制造工藝的高效化，光伏系統(tǒng)的成本將繼續(xù)下降。另外，太陽能是環(huán)保的選擇 ——如果您知道使用太陽能將為您的孩子留下一個更環(huán)保的美好世界，您一定會感到自豪。同時，使用太陽能也是一個明智的財務(wù)選擇。 太陽能照明的優(yōu)點 無論是現(xiàn)在還是將來，太陽能都擁有廣闊的市場前景。隨著國家照明工程的起步，國內(nèi) LED芯片設(shè)備的巨大需求再次引起了國外半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商的積極響應(yīng)，他們?nèi)找嬷匾曋袊@個巨大的市場，但是，這里面也存在著一個隱憂，國外芯片設(shè)備高昂的價格，相對 制約了國內(nèi)企業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化發(fā)展，也消耗了國家大量寶貴的外匯。 國內(nèi) LED 電路發(fā)展現(xiàn)狀 國內(nèi)的外延片生長技術(shù)主要源于美國，基本上是進口美國的有機金屬化學(xué)氣相沉淀（ MOCVD）裝備，這些裝備在美國就不是一流的裝備，在整個 LED 產(chǎn)業(yè)外延片的生長、芯片、芯片封裝 3 個環(huán)節(jié)中，外延片生長投資要占到 70%，外延片成本要占到封裝成成品的 70%，同時外延片生長技術(shù)的人才全世界都缺乏，簡單的說，外延片的水平?jīng)Q定了整個 LED 產(chǎn)業(yè)水平，國內(nèi)近幾年也陸續(xù)引進了遼寧工程技術(shù)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 50 多臺 MOCVD 裝備，均處理大生產(chǎn) 工藝摸索階段，一旦工藝成熟，則會上 10倍地增大裝備數(shù)量形成規(guī)模生產(chǎn)，市場需求巨大。日本日亞化學(xué)處于全球技術(shù)領(lǐng)先水平，壟斷高端白色、藍(lán)、綠色 LED 的市場，豐田合成在白光 LED 及車燈照明技術(shù)開發(fā)據(jù)國際前端。目前，功率型白光 LED 光視效能（發(fā)光效率）已經(jīng)達到 100 lm/W，研究水平達到160 lm/W。 LED照明在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 國外 LED 電路發(fā)展現(xiàn)狀 半導(dǎo)體照明技術(shù)的開發(fā)研究引起了全球研究機構(gòu)和企業(yè)的重視 。該太陽能跟蹤系統(tǒng)可以廣泛的使用于各類設(shè)備的需要使用太陽跟蹤的地方，該太陽能跟蹤系統(tǒng)價格實惠、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)合理、跟蹤準(zhǔn)確、方便易用。176。河北某太陽能光伏發(fā)電企業(yè)獨家研發(fā)出了具有世界領(lǐng)先水平、成本低廉、簡單易用、不用計算各地太陽位置數(shù)據(jù)、無軟件、可在移動設(shè)備上隨時顧宇航：光伏發(fā)電 LED照明系統(tǒng)設(shè)計 12 隨地準(zhǔn)確跟蹤太陽的智能太陽能跟蹤系統(tǒng)。