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探讨太阳能组件最大输出功率

2014-04-29 10:18
FlappyBird
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  光伏组件标称功率是在标准条件下测试的,实际发电功率有没有可能超过标称功率,大家的说法不一,这也是光伏电站设计时不关注的问题之一,会影响系逆变器选型和系统的发电量。以下观点是我查资料总结出来的,不一定正确,欢迎各位讨论。

  太阳辐射度:太阳辐射到单位面积上的辐射功率,称为太阳辐射度。单位是瓦/平米。组件标称功率是在标准条件下测试的,STC(standard test condition),其标准测试条件是:1. 辐照度:1000W/m2,2. 温度:为(25±1)℃,3. 光谱特性:AM1.5 标准光谱。

  所以组件最大输出功率,不考虑逆变器等设备因素外,就是太阳辐照度和温度了。太阳辐射度极限值是太阳常数,值是1368W/ m2,到达地球表面后,受到天气等各方面影响,最高值约1200 W/ m2,组件的功率温度系统约-0.39%/℃ ,组件温度下降,组件的功率会升高。

  结论:一块250W的组件,在不考虑设备损耗的情况下,在零下30度温度,组件最大输出功率Pmax=1.2*(1-(25+30)(-0.0039)*250=1.2*1.1755*250=352.65W。实际上,在我国阳光最好的地区,如宁夏北部、甘肃北部、新疆南部等地区,250W的组件最大输出功率能到300W。

  太阳光的光谱知识:太阳光是由连续变化的不同波长的光混合而成,包含了各种波长的光:红外线、红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、紫外线等,其中由红、橙、黄、绿、靛、蓝、紫是可见光,人眼可见。波长较长的部分是红光,波长比红光更长的是红外线,波长较短的部分是紫光,波长比紫光更长的是紫外线,虽然太阳能光谱的波长范围很宽,从几埃到几十米,但辐射能的大小按波长的分配却是不均匀的。其中辐射能量最大的区域在可见光部分,占到大约48%,紫外光谱区的辐射能量占到约8%,红外光谱区的辐射能量占到约44%,太阳能电池只能吸收可见光部分的能量,转化为电能,紫外光谱区不能进行能量变换,红外光谱区只能转换为热量。

  太阳辐射度资料:而在一段时间内,太阳辐射到单位面积上的辐射能量称为辐射量。影响辐射度的因素有:

  1、太阳高度角或纬度:太阳高度角越大,穿越大气的路径就越短,大气对太阳辐射的削弱作用越小,则到达地面的太阳辐射越强;太阳高度角越大,等量太阳辐射散布的面积越小,太阳辐射越强。例如,中午的太阳辐射强度比早晚的强。

  2、海拔高度:海拔越高空气越稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用越小,则到达地面的太阳辐射越强。例如,青藏高原是我国太阳辐射最强的地区。

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