一（yī）、概述

地球上各地區（qū）受太陽（yáng）光照射及輻射能變化的周期為一天 24h。處在某一地（dì）區的太陽能電池方陣的發電量也有 24h 的（de）周期性的變化,其規律（lǜ）與（yǔ）太陽照在該地區輻射的（de）變化（huà）規律相同。但是天氣的（de）變化將影響方（fāng）陣的發電量。如（rú）果有幾天（tiān）連續陰雨天,方陣（zhèn）就幾乎不能發電,隻能靠蓄電池來供電,而蓄電池深度放電後又需盡快地將（jiāng）其補充好。設計者多數以氣象台提供的太陽每天總的輻射能（néng）量或每（měi）年（nián）的日照時數的平均值作為設計的主要數據。由（yóu）於（yú）一（yī）個地區各（gè）年的數據不相（xiàng）同,為可靠起見應取近十年內的最小數據。根據負載的耗電情況,在日照和無日照時,均需（xū）用（yòng）蓄電池供電（diàn）。氣象台提（tí）供的太陽能總輻（fú）射量或（huò）總日照時數對決定蓄電池的容量大小是不可缺少（shǎo）的數據。

對太陽能電池方陣而言,負載應包括係統中所有耗電裝置(除（chú）用電器外還有蓄電（diàn）池及線路、控製器等)的耗量。

方陣的輸出功率與組件串並聯的（de）數量有關,串聯是為了獲得所需要的工作電壓,並聯是（shì）為了獲得所需（xū）要的工作電流（liú）,適當數量的組件（jiàn）經過串（chuàn）並聯即組成所需要的太陽能電池方陣。  
二、蓄電池組容量設計

太陽能電池電源係統的儲能（néng）裝置主要是（shì）蓄電池。與太陽能電池方陣配套的蓄（xù）電池通（tōng）常工作在浮充狀態下,其電壓隨方陣發電量和負載用電量的變化而變（biàn）化。它的容量比負載所需的電量大得多（duō）。蓄電池提（tí）供的能量還受環境（jìng）溫度的影響。為了與太（tài）陽能電池匹配,要求蓄電池工作壽命長且維護簡單。

1.蓄電池的選用

能夠和太陽能電池配套使用的蓄電池種類（lèi）很多,目前廣泛采（cǎi）用的有鉛酸免維護蓄電池、普通鉛酸蓄電池和堿性鎳鎘蓄（xù）電池三種。國內目前主要使用鉛酸免維護蓄（xù）電池（chí）,因為其固有的“免”維護特性及對環（huán）境較少汙染的特點,很適合用於性能可（kě）靠的太陽能（néng）電源係統,特別是無人值守的工作（zuò）站。普通鉛酸蓄電池由於需要經常（cháng）維護及（jí）其環（huán）境汙染較大,所以主要適於有維護能（néng）力或低檔場合使用。堿性鎳鎘蓄電池雖然有較好的低溫（wēn）、過（guò）充、過放性能,但由於其價格較高,僅（jǐn）適用（yòng）於較為特殊的場（chǎng）合。

2.蓄電池組容量的計（jì）算（suàn）

蓄電池的容量對保證連續供電（diàn）是很重要的。在一年內,方陣發電量各月份有很大差別。方陣的發電量在不能滿足用電（diàn）需要的月份,要靠蓄電池的電能給以補足；在（zài）超（chāo）過用電需要（yào）的月份, 是（shì）靠蓄（xù）電池將多餘的電能儲存起來。所以方陣發電量的不足和過剩值,是確定蓄電池容量的依

據之一。同（tóng）樣（yàng）,連（lián）續（xù）陰雨天期間的負載用電（diàn）也必須從蓄電池取得。所以,這期間的耗電量也是確（què）定蓄電池容量的因素之一。因（yīn）此，蓄電池的容量 BC 計算（suàn）公式為:

BC=A×QL×NL×TO/CC

A 為安全係數,取 1.1～1.4 之間；

QL 為負載日平均耗電量,為工（gōng）作電流乘（chéng）以日工作小時數； NL 為最長連續陰雨天數；

TO 為（wéi）溫度修正係數,一般（bān）在 0℃以上取（qǔ） 1,-10℃以上取 1.1,-10℃以下取 1.2； CC 為蓄電池放電深度,一般（bān）鉛酸蓄電池取 0.75,堿性鎳鎘蓄（xù）電池取 0.85。

三、太陽能電池方陣設計

1. 太陽能電（diàn）池組件串聯數 Ns

太陽能電池組件按一定數目串聯起來,就可獲得所需要（yào）的工作電壓,但（dàn）是,太陽能電池組件的串聯數必須適當。串聯數太少,串（chuàn）聯電壓（yā）低於蓄電池浮充電壓,方陣就不能對蓄電池充電。如果串聯數太多使輸出電壓遠高於浮充電壓時,充（chōng）電電流也不會有明顯的增加。因此,隻有（yǒu）當太陽能（néng）電池組件的串聯電壓等於合適的浮充電壓時,才能達到最佳的充電狀態。

Ns=UR/Uoc=(Uf+UD+Uc)/Uoc

UR 為太陽能電（diàn）池方陣輸（shū）出最小電壓； Uoc 為太陽能電池組件的最佳工作電壓； Uf 為蓄電池浮充（chōng）電壓；

UD 為二極（jí）管壓（yā）降,一般取 0.7V； UC 為其它（tā）因數（shù）引（yǐn）起的壓（yā）降。

電池的浮充電壓和所選（xuǎn）的蓄電池參數有關（guān）,應等於在最低溫度下所選蓄電（diàn）池單體的最大工作（zuò）電壓乘以串（chuàn）聯的電池數。

2. 太陽能電池組（zǔ）件（jiàn）並聯（lián）數 Np

在確定               NP               之前,我們先確定其相關量的計（jì）算方法。(1)將太陽能電池方陣安裝（zhuāng）地點的太陽能日輻射量Ht,轉換成在標準光強下的平（píng）均日輻射

時數 H：H=Ht×2.778/10000h

式中:2.778/10000(h.m2/kJ)為將日輻射量換算為標準（zhǔn）光強(1000W/m2)下的平均日輻射時數的係數。

(2) 太陽能（néng）電池組件日（rì）發電量 Qp Qp=Ioc×H×Kop×Cz

Ioc 為太陽能電池組件最佳（jiā）工作（zuò）電流；