太阳能电池板是并联好还是串联好?

2022-08-01 科技 81阅读
太阳能电池的最大功率Pmax=开路电压×短路电流,这是它们的理想功率,而平时大家衡量太阳能电池的是额定功率Pm。实际中额定功率是小于最大功率的,主要是由于太阳能电池的输出效率u只有70%左右。在使用中由于受光强度的不同,所以不同时刻的功率也是不同的,根据实验数据它的实际平均功率P=0.7Pm。如果太阳能电池要直接带动负载,并且要使负载长期稳定的工作,则负载的额定功率为Pr=0.7Pm。如果按照负载的功率选择太阳能电池的功率则电池的功率为:Pm=1.43Pr。就是说太阳能电池的功率要是负载功率的1.43倍。

在选择太阳能电池的功率时,应合理选择负载的耗电功率,这样才能使发电功率与耗电功率处于一种平衡状态。当然太阳能电池的发电功率也会受到季节、气候、地理环境和光照时间等多方面因素的制约。

蓄电池的使用(这里仅以夏季为例,介绍太阳能电池与蓄电池在一般情况下的使用)

蓄电池是一种储存电能的容器,常被作为其它电路的“能源基地”。由于太阳能电池所产生的电力有限,因此要尽可能的扩大“基地”的储电容量,但也不能无限扩大,因为太阳能电池只能在白天发电,其日发电量M=发电功率(最大输出功率)×有效光照时间×发电时间,由此它的日电量等于输出电流与有效光照时间的乘积,即:C=IH(Ah)。而蓄电池的容量则使放电时间和放电电流的乘积,因此计算公式为:C=IH(单位Ah,就是额定1A的电流放电一小时)。那么太阳能电池和蓄电池在容量和电量上使如何计算的呢?我们可以通过电功率公式:P=IU演化为:P=Iuh/h=CU/h。

根据上面的公式可以计算出蓄电池的容量,在计算过程中为了更加准确,还要考虑蓄电池的充电效率。蓄电池的充电效率一般为65%~80%之间,其充电效率的高低取决于充电的方式,即充电的速率和电池内部的活性物质的利用率等客观条件,一般的经验是充电效率的高低按照充电时间率和电流率来分别选取。充电时间越长电流越小,电能安全的转化效率越高,其补偿值就越高;充电时间越短则电流越大安全电能的转化越低,如附表:

例如:有一块单晶硅电池的组件,最大的输出功率Pm(额定功率)为25W,峰值电压(额定电压)Ump为17.2V,峰值电流(额定电流)为1.45A,开路电压为21V,短路电流为Isc为1.5A,某地区有效光照时间为12小时,求太阳能电池一天的发电量和所需的蓄电池的容量。

已知:Pm=25w,h=12h,U=17.2V,太阳能电池的发电效率为:u=0.7,蓄电池的补偿值为n=1.4

太阳能电池的发电量:M=Pm×h×u=25×12×0.7=210W

按上诉公式:C=Ph/U=25×12/17.2=17.44Ah

那么实际的蓄电池的有效容量要在C=17.44/1.40=12.46Ah以上

所以在实际中我们可以选择14Ah左右容量的蓄电池。

在我国南方和北方的地区由于地理纬度上的差异,夏季和冬季的太阳日照时间可以根据下面的公式计算:H=12±0.09ɡ,H表示日照时间、12为日照平均时间、0.09表示地理上的经度纬度的差异、ɡ表示所在地的地理纬度、±夏季取+,冬季取-。光照效率一般在夏季取0.8左右,春秋季取0.7,冬季取0.5~0.6,这样有效光照时间就为:h=H×光照效率。
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