光伏发电系统所需光伏组件容量的计算

光伏发电系统所需光伏组件容量计算的基本思想是产消平衡，即光伏发电系统的发电量需与负载的用电量大致相等。

一、基本计算方法及其修正

（1）基本计算方法

该方法采用负载平均每日所需的能量（该能量以安时数为单位）除以一块光伏组件每日可产生的能量（该能量以安时数为单位）计算系统需要并联的光伏组件数量，使用此数目的光伏组件并联可产生负载所需的电流。

该方法采用负载的标称电压（开路电压）除以太阳能电池组件的标称电压计算需要串联的光伏组件数量，使用此数目的光伏组件串联可产生负载所需的电压。

基本计算方法的公式如下：

1）组件并联数=负载日平均用电量（A·h）/光伏组件日平均发电量（A·h）

2）组件串联数 =负载工作电压（V）×1.43/组件峰值电压（V）（该式中的1.43是负载峰值电压与工作电压的比值）

其中，光伏组件日平均发电量=光伏组件峰值电流（A）×峰值日照时数（h）。

在计算光伏组件的并联数时，如果负载用电量的单位为W·h，应按下式将以W·h为单位的数值转化为以A·h为单位的数值：

负载平均用电量（A·h）=负载日平均用电量（W·h）/系统工作电压。

根据以上公式设计的光伏阵列总功率=组件并联数×组件串联数×选定组件的峰值输出功率。

（2）修正光伏组件数量的计算

因为光伏组件输出的能量受一些外在因素的影响而降低，所以根据上述基本公式计算出的结果需被修正。

1）修正光伏组件的实际功率

一般，通过将单一光伏组件可提供的功率的理论值减少10%以接近光伏组件的实际可提供功率。

2）修正逆变器效率

一般，逆变器转换的能量损失按10%计算。如果负载是直流负载，可不计算逆变器的能量损失。

3）修正蓄电池损耗

当需保守设计时，需将所需的光伏发电系统功率增加10%，以抵消蓄电池的耗散损失。

（3）实用计算公式

组件并联数=负载日平均发电量（A·h）/［光伏组件平均发电量（A·h）×充电效率×组件损耗系数×逆变效率］

组件串联数=系统工作电压 （V）×1.43/组件峰值电压（V）

二、直接运用功率的计算方法

该计算方法的公式如下：

P=P0×t×Q/（η×T）

其中：

P代表光伏组件（阵列）的峰值功率，单位是W；

P0代表负载的功率，单位是W；

t代表负载每日的用电小时数，单位是h；

η代表系统的效率，包括组件失配效率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率、导线传输效率等（一般值可为0.7左右）；

T代表当地的日平均峰值日照时数，单位是h；

Q代表连续阴雨期富余系数，即多余发电量，用于储存在蓄电池内，数值一般处于1.2~2之间。

计算出光伏组件（阵列）的峰值功率后，再结合光伏控制器输入控制路数、系统工作电压等配置组件的串、并联的数量。

三、基于峰值日照时数的计算方式

基于峰值日照时数计算较简单，该方法主要用于小型独立光伏发电系统的快速设计与计算。具体公式为：

光伏组件功率＝负载功率×用电时数×损耗系数/当地峰值日照时数

其中，光伏组件功率、负载功率单位为W，用电时数、当时峰值日照时数单位为h。损耗系数主要包括线路损耗、控制器接入损耗、光伏组件玻璃表面脏污、安装倾角不能照顾冬季和夏季等因素损耗，损耗系数可根据需要在1.6~ 2之间选取。

审核编辑 ：李倩