20个光伏发电系统计算公式

1、转换效率

η=Pm(电池片的峰值功率)/A(电池片面积) × Pin(单位面积的入射光功率)；

其中：Pin=1kW/㎡=100mW/㎤。

2、充电电压

Vmax=V额 × 1.43倍。

3、电池组件串并联

(1)电池组件并联数=负载日平均用电量(Ah)/组件日平均发电量(Ah)；

(2)电池组件串联数=系统工作电压(V) × 系数1.43/组件峰值工作电压(V)。

4、蓄电池容量

蓄电池容量=负载日平均用电量(Ah) × 连续阴雨天数/最大放电深度。

5、平均放电率

平均放电率(h)=连续阴雨天数 × 负载工作时间/最大放电深度。

6、负载工作时间

负载工作时间(h)=∑负载功率 × 负载工作时间/∑负载功率。

7、蓄电池

(1)蓄电池容量=负载平均用电量(Ah) × 连续阴雨天数 × 放电修正系数/最大放电深度 × 低温修正系数；

(2)蓄电池串联数=系统工作电压/蓄电池标称电压；

(3)蓄电池并联数=蓄电池总容量/蓄电池标称容量。

8、以峰值日照时数为依据的简易计算

(1)组件功率=(用电器功率 × 用电时间/当地峰值日照时数) × 损耗系数，

损耗系数：取1.6~2.0，根据当地污染程度、线路长短、安装角度等；

(2)蓄电池容量=(用电器功率 × 用电时间/系统电压) × 连续阴雨天数 × 系统安全系数，

系统安全系数：取1.6~2.0，根据蓄电池放电深度、冬季温度、逆变器转换效率等。

9、以年辐射总量为依据的计算方式

组件(方阵)=K × (用电器工作电压 × 用电器工作电流 × 用电时间)/当地年辐射总量，

有人维护+一般使用时，K取230；

无人维护+可靠使用时，K取251；

无人维护+环境恶劣+要求非常可靠时，K取276。

10、以年辐射总量和斜面修正系数为依据的计算

(1)方阵功率=系数5618 × 安全系数 × 负载总用电量/斜面修正系数 × 水平面年平均辐射量，

系数5618：根据充放电效率系数、组件衰减系数等，

安全系数：根据使用环境、有无备用电源、是否有人值守等取1.1~1.3；

(2)蓄电池容量=10 × 负载总用电量/系统工作电压，

10为无日照系数(对于连续阴雨不超过5天的均适用)。

11、以峰值日照时数为依据的多路负载计算

(1)电流

组件电流=负载日耗电量(Wh) / 系统直流电压(V) × 峰值日照时数(h) × 系统效率系数，

系统效率系数：含蓄电池充电效率0.9，逆变器转换效率0.85，组件功率衰减+线路损耗+尘埃等0.9，具体根据实际情况进行调整；

(2)功率

组件总功率=组件发电电流 × 系统直流电压 × 系数1.43，

系数1.43：组件峰值工作电压与系统工作电压的比值。

(3)蓄电池组容量

蓄电池组容量=【负载日耗电量(Wh) /系统直流电压)V)】 × 【连续阴雨天数/逆变器效率 × 蓄电池放电深度】，

逆变器效率：根据设备选型约80%~93%之间，

电池放电深度：根据其性能参数和可靠性要求等,在50%~75%之间选择。

12、以峰值日照时数和两段阴雨天间隔天数为依据的计算方法

(1)系统蓄电池组容量的计算

蓄电池组容量(Ah)=安全次数 × 负载日平均耗电量(Ah) × 最大连续阴雨天数 × 低温修正系数/蓄电池最大放电深度系数；

安全系数：1.1-1.4之间；

低温修正系数：0℃以上时取1.0，-10℃以上取1.1，-20℃以上取1.2；

蓄电池最大放电深度系数：浅循环取0.5深度循环取0.75，碱性镍镉蓄电池取0.85。

(2)组件串联数

组件串联数=系统工作电压(V) × 系数1.43/选定组件峰值工作电压(V)

(3)组件平均日发电量计算

组件日平均发电量(Ah)=选定组件峰值工作电流(A) × 峰值日照时数(h) × 斜面修正系数 × 组件衰减损耗系数；

峰值日照时数和倾斜面修正系数为系统安装地的实际数据；

组件衰减损耗修正系数主要指因组件组合、组件功率衰减、组件灰尘遮盖、充电效率等的损失，一般取0.8。

(4)两段连续阴雨天之间的最短间隔天数需要补充的蓄电池容量的计算

补充的蓄电池容量(Ah)=安全系数 × 负载日平均耗电量(Ah) × 最大连续阴雨天数。

(5)组件并联数的计算：

组件并联数=【补充的蓄电池容量+负载日平均耗电量 × 最短间隔天数】/组件平均日发电量 × 最短间隔天数；

负载日平均耗电量=负载功率/负载工作电压 × 每天工作小时数。

13、光伏方阵发电量的计算

年发电量(kWh)=当地年总辐射量(kWh/㎡) × 光伏方阵面积(㎡) × 组件转换效率 × 修正系数。

P=H·A·η·K；

修正系数K=K1·K2·K3·K4·K5。

K1组件长期运行的衰减系数，取0.8；

K2灰尘遮挡组件及温度升高造成组件功率下降修正，取0.82；

K3为线路修正，取0.95；

K4为逆变器效率，取0.85或根据厂家数据；

K5为光伏方阵朝向及倾斜角修正系数，取0.9左右。

14、根据负载耗电量计算光伏方阵的面积

光伏组件方阵面积=年耗电量/当地年总辐射能 × 组件转换效率 × 修正系数A=P/H·η·K

15、太阳能辐射能量的转换

1卡(cal)=4.1868焦(J)=1.16278毫瓦时(mWh)；

1千瓦时(kWh)=3.6兆焦(MJ)；

1千瓦时/㎡(kWh/㎡)=3.6兆焦/㎡(MJ/㎡)=0.36千焦/厘米(KJ/cm)；

100毫瓦时/厘米(mWh/cm)=85.98卡/厘米(cal/cm)；

1兆焦/米(MJ/m)=23.889卡/厘米(cal/cm)=27.8毫瓦时/厘米(mWh/cm)；

当辐射量的单位为卡/厘米：年峰值日照时数=辐射量 × 0.0116（换算系数）；

当辐射量的单位为兆焦/米：年峰值日照时数=辐射量÷ 3.6（换算系数）；

当辐射量单位为干瓦时/米：峰值日照小时数=辐射量÷ 365天；

当辐射量的单位为千焦/厘米：峰值日照小时数=辐射量÷0.36（换算系数）。

16、蓄电池选型

蓄电池容量≥5h × 逆变器功率/蓄电池组额定电压

17、电价计算公式

(1)发电成本价格=总成本÷总发电量，

电站盈利=(买电价格-发电成本价格) × 电站寿命范围内工作时间。

(2)发电成本价格=(总成本-总补贴)÷总发电量，

电站盈利=(买电价格-发电成本价格2) × 电站寿命范围内工作时间；

电站盈利=(买电价格-发电成本价格2) × 电站寿命范围内工作时间+非市场因素收益。

18、投资回报率计算

(1)无补贴：年发电量 × 电价÷投资总成本 × 100%=年回报率；

(2)有电站补贴：年发电量 × 电价÷(投资总成本-补贴总额) × 100%=年回报率；

(3)有电价补贴及电站补贴：年发电量 × (电价+补贴电价)÷(投资总成本-补贴总额) × 100%=年回报率。

19、光伏方阵倾斜角角度和方位角角度

(1)倾斜角

(2)方位角

方位角=【一天中负荷的峰值时刻(24h制)-12】 × 15+(经度-116)

20、光伏方阵前后排间距

D=0.707H/tan [acrsin(0.648cosφ-0.399sinφ)]；

D：组件方阵前后间距；

φ：光伏系统所处纬度(北半球为正,南半球为负)；

H：为后排光伏组件底边至前排遮挡物上边的垂直高度。