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光伏电站发电量计算方法经验谈

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  摘要:根据光伏电站发电量计算方法的基本思路,来对一个地方的实际数据,使用不同的方法对不同的实际测量数据进行光伏电站发电量的计算。本文将针对不同时间段对光伏电站发电量计算方法和太阳能辐射的机理模型来计算发电量的方法进行分析。
  关键词:基本思路 大气数据 不同时间段 辐射量
  Abstract: the basic ideas based on the calculation method of PV power generation, to the actual data of a place, the calculation of the actual measurement data of different PV power generation using different methods. Methods this paper will address the mechanism model of different period of the photovoltaic power generating capacity calculation method and solar radiation to calculate the generating capacity analysis.
  Keywords: basic ideas; atmospheric data at different time; radiation
  太阳能是目前地球上研究最多的可再生能源,是应用范围广的环保能源,由此可见,太阳能很有可能是未来全球主流的能源。在最近的几年来,中国煤炭的价格在不断的上涨,对太阳能开发的潮流在不断的涌现。中国至二零零九年以来就在国内连续建设光伏电站并也投产运行了,光伏电站的发电量直接影响着对光伏电站的投资力度和决策。中国目前是缺少属于自己的光伏电站发电量进行计算的软件。本文将针对不同时间段光伏电站的发电量计算方法和太阳能辐射的机理模型来计算发电量的方法进行分析。
  一、光伏电站发电量计算的思路
  光伏电站发电量的数据在计算统计时间上不一致,然而计算思路却是基本一致的。①需要的数据都是一样的,例如:水平面的总辐射、散射辐射、直接辐射等一些数据。②都需要计算出倾斜面的辐射量。例如:倾斜面的总辐射量、天空散射量、地面反射量这三个部分。③选择同样的设备,满足当前光伏电站的需求。例如:电池组件、逆便器等一些最为重要的设备。④光伏电站中的光伏系统子阵列,都是利用串并联电池组件来组成的。在串联电池组件的时候,需要将当前光伏电站的所具有设备的型号和当地的气候、地形等一些因素结合考虑,来选择串联的个数。
  二、光伏发电系统计算电量输出率
  光伏电站的发电系统可以用以下的两个模型来对光伏电站电量输出率进行计算。
  (一)太阳能辐射量模型。测量的方式不同,因此太阳辐射量分为很多种的测量方式。可以把太阳辐射量的数据分为两个面的数据:水平面和倾斜面数据。水平面的数据一般都是正常规则的气象数据,需要倾斜面的数据才能够将光伏电站输出率进行计算的。
  (二)光伏发电系统模型。光伏阵列、变换器、电力电子、储存能源的元件等一些都是组成光伏发电系统的构件。光伏发电系统模型是用光伏电池来进行发电的,发电的电压和电流是非线性的关系, 它会受到太阳辐射量和太阳温度的影响,发电量会因此发上变化。并且在发电的过程中,一部分的电量会在逆变器和线路上消耗掉,可以使用光伏电池模型和逆变器模型来模拟光伏发电系统的发电过程,因此来计算出光伏电站的输出率。
  三、发电量的计算方法
  (一)光伏电站发电量的计算,需要先确定电池组件在不同时间段不同的阳光照射强度和温度数据,例如:电池温度、最高电压和电流等条件在不同时间段的输出功率和发电量。①统计的时间不同,因此太阳能辐射强度的取值会和实际值有差异。统计时间如果为每个小时来进行,就需要在每个小时都要将太阳实际辐射的强度进行统计;统计时间如果为每天或每月来进行,就需要在每天或者每月都要将太阳实际辐射的强度进行统计,然后将数据分到每小时,对每小时倾斜面辐射的强度进行计算。②光伏电站在设计的过程中,其电站的电量输出率和发电量是关键的环节。其的统计时间被分为每天和每月,需要把每日和每月的太阳辐射总量数据,分到每个小时总,之后来计算每个小时的理论发电量。如果需要计算每月的发电量,那么可以将每天平均的发电量乘上这个月的天数,就能得出每个月的发电量,以此类推可以将每个月的发电量相加,就是每年的发电量。
  (二)太阳能辐射的机理模型来计算发电量。①大众所知,地球的公转和自转是围绕着太阳来进行的,因而太阳在地球的公、自转中,高度、方位和日照的时间都会不停的发上变化,导致地球上不同的纬度,不同的时间太阳的辐射值都是在不停的变化的。在对光伏电站的发电量进行计算的时候,应该先把不同时间光伏电站在当前纬度下的太阳辐射值进行计算出来。②当太阳的辐射在穿过了地球大气层的时候,太阳辐射要被大气层中的空气分子和水蒸气等散射,因此在经过大气层之后太阳辐射在地面上的能力就会衰减。在应用太阳能电池的工程计算工作中,要把大气质量考虑进来一起计算。太阳辐射穿越过地球大气层的路径与太阳辐射在天顶的方向垂直射下的时候路劲的比例就是大气质量。③在可以计算出光伏发电站全年的每天水平面上的太阳辐射平均数据时,要提高光伏电站的发电量,需要将电池板全部都以一定的角度面向着赤道。
  四、结语
  光伏电站发电量在进行理论计算的时候,会因为缺少大气透明度的相关数据,然而通常是去大气透明度的平均值来计算,在实际的情况中,大气透明度是会发生变化的,因此该数据的取值会影响着光伏电站发电量的计算。因而在不同的时间段的统计计算中,利用水平辐射量计算出的倾斜辐射量的月辐射量结果更为准确。利用小时和天为统计时段计算出来的年发电量差异不大,如果利用小时和月为统计时段计算出来的年发电量差异较大。
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