太阳能的计算公式(太阳能的计算公式是什么)

海潮机械 2023-01-06 01:30 编辑:admin 80阅读

1. 太阳能的计算公式是什么

Q=CM△t

Q:吸收的热量

M:吸收面积

△t:温升

C:比热容4.2╳103J(kg/℃)

2. 物理计算太阳能公式

1.热量的计算公式

(1)吸热公式:Q吸=cm(t-t0)式中c表示物质的比热容,m表示物质的质量,t0表示物体原来的初温,t表示吸热后的终温,“t-t0”表示温度的升高,有时可用△t升=t-t0表示,此时吸热式可写成:Q吸=cm•△t升.

(2)放热公式:Q放=cm(t0-t)式中c、m、t0、t的含义不变,“t0-t”表示温度的降低,有时可用△t降=t0-t表示,此时放热公式可写成Q放=cm•△t降.

2.热量计算的一般式:Q=cm△t.

△t表示温度的变化.可见,物体吸收或放出热量的多少由物体质量、物质比热容和物体温度的变化量这三个量的乘积决定,跟物体的温度的高低无关.

Q吸与Q放公式中各物理量的单位:比热容c的单位是J/(kg•℃),质量m的单位是kg,温度(t或t0或△t)的单位是℃(摄氏度),热量Q的单位是J,计算时要注意单位的统一.

3. 太阳能发电量计算公式

1MW屋顶光伏发电站所需电池板面积,一块235W的多晶太阳能电池板面积1.65*0.992=1.6368㎡,1MW需要1000000/235=4255.32块电池,电池板总面积1.6368*4255.32=6965㎡

理论年发电量=年平均太阳辐射总量*电池总面积*光电转换效率:=5555.339*6965*17.5%=6771263.8MJ=6771263.8*0.28KWH=1895953.86KWH=189.6万度

实际发电效率

太阳电池板输出的直流功率是太阳电池板的标称功率。在现场运行的太阳电池板往往达不到标准测试条件,输出的允许偏差是5%,因此,在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0.95的影响系数。

随着光伏组件温度的升高,组f:l二输出的功率就会下降。对于晶体硅组件,当光伏组件内部的温度达到5 0-7 5℃时,它的输出功率降为额定时的8 9%,在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0.8 9的影响系数。

光伏组件表面灰尘的累积,会影响辐射到电池板表面的太阳辐射强度,同样会影响太阳电池板的输出功率。据相关文献报道,此因素会对光伏组件的输出产生7%的影响,在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0.93的影响系数。

由于太阳辐射的不均匀性,光伏组件的输出几乎不可能同时达到最大功率输出,因此光伏阵列的输出功率要低于各个组件的标称功率之和。

另外,还有光伏组件的不匹配性和板问连线损失等,这些因素影响太阳电池板输出功率的系数按0.95计算。并网光伏电站考虑安装角度因素折算后的效率为0.88。

所以实际发电效率为0.95 * 0.89 * 0.93*0.95 X*0.88=65.7%。

光伏发电系统实际年发电量=理论年发电量*实际发电效率=189.6*0.95 * 0.89 *0.93*0.95 * 0.88=189.6*6 5.7%=124.56万度

扩展资料:

太阳能的能源是来自地球外部天体的能源(主要是太阳能),是太阳中的氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量,人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。

我们生活所需的煤炭、石油、天然气等化石燃料都是因为各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来后,再由埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成。此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

太阳能光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。 它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。

光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能,并使之转变成电能的直接发电方式,是当今太阳光发电的主流。在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池,目前得到实际应用的是光伏电池。

光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器组成,其中太阳能电池是光伏发电系统的关键部分,太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。太阳能电池主要分为晶体硅电池和薄膜电池两类,前者包括单晶硅电池、多晶硅电池两种,后者主要包括非晶体硅太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池和碲化镉太阳能电池。

单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,最高可达23%,在太阳能电池中光电转换效率最高,但其制造成本高。单晶硅太阳能电池的使用寿命一般可达15年,最高可达25年。多晶硅太阳能电池的光电转换效率为14%到16%,其制作成本低于单晶硅太阳能电池,因此得到大量发展,但多晶硅太阳能电池的使用寿命要比单晶硅太阳能电池要短。

太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(Solar cells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置,在广大的无电力网地区,该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电,一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。

目前从民用的角度,在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是"光伏--建筑(照明)一体化"技术,而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。

太阳能发电系统主要包括:太阳能电池组件(阵列)、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中,太阳能电池组件和蓄电池为电源系统,控制器和逆变器为控制保护系统,负载为系统终端。

太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元,因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。

太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1,369w/㎡。地球赤道周长为40,076千米,从而可计算出,地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2,地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡,相当于有102,000TW 的能量。

尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤,每秒照射到地球的能量则为1.465×10^14焦。

地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能都是来源于太阳;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能,所以广义的太阳能所包括的范围非常大,狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。

缺点

(1)分散性:到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大,但是能流密度很低。平均说来,北回归线附近,夏季在天气较为晴朗的情况下,正午时太阳辐射的辐照度最大,在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1,000W左右;若按全年日夜平均,则只有200W左右。

而在冬季大致只有一半,阴天一般只有1/5左右,这样的能流密度是很低的。因此,在利用太阳能时,想要得到一定的转换功率,往往需要面积相当大的一套收集和转换设备,造价较高。

(2)不稳定性:由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响,所以,到达某一地面的太阳辐照度既是间断的,又是极不稳定的,这给太阳能的大规模应用增加了难度。

为了使太阳能成为连续、稳定的能源,从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源,就必须很好地解决蓄能问题,即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来,以供夜间或阴雨天使用,但蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。

(3)效率低和成本高:太阳能利用的发展水平,有些方面在理论上是可行的,技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置,因为效率偏低,成本较高,现在的实验室利用效率也不超过30%,总的来说,经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内,太阳能利用的进一步发展,主要受到经济性的制约。

(4)太阳能板污染:现阶段,太阳能板是有一定寿命的,一般最多3-5年就需要换一次太阳能板,而换下来的太阳能板则非常难被大自然分解,从而造成相当大的污染。

4. 太阳能功率计算公式

一块一平方米的太阳能电池板,大概功率为150W,1小时的发电量为150WH,1度电为1000WH,这样的太阳能板1小时发电量为0.15左右。一个普通家庭安装3KW的屋顶并网电站就可以了,需要屋顶面积为40平米左右,造价在3万元左右,太阳能发电没有机械运转,所以后期维护费用很低。

5. 太阳能发电公式计算

国家规范规定的计算方法。

根据最新的《光伏发电站设计规范 GB50797-2012》第6.6条:发电量计算中规定:

1、光伏发电站发电量预测应根据站址所在地的太阳能资源情况,并考虑光伏发电站系统设计、光伏方阵布置和环境条件等各种因素后计算确定。

2 、光伏发电站年平均发电量Ep计算如下:

Ep=HA×PAZ×K 式中:

HA——为水平面太阳能年总辐照量(kW·h/m2);

Ep——为上网发电量(kW·h);

PAZ ——系统安装容量(kW);

K ——为综合效率系数。

综合效率系数K是考虑了各种因素影响后的修正系数,其中包括:

1)光伏组件类型修正系数;

2)光伏方阵的倾角、方位角修正系数;

3)光伏发电系统可用率;

4)光照利用率;

5)逆变器效率;

6)集电线路、升压变压器损耗;

7)光伏组件表面污染修正系数;

8)光伏组件转换效率修正系数。

这种计算方法是最全面一种,但是对于综合效率系数的把握,对非资深光伏从业人员来讲,是一个考验,总的来讲,K2的取值在75%-85%之间,视情况而定。

6. 太阳时的计算公式

冬至太阳的距离,计算公式如下:

An=90度—(B1+B0),AN为太阳的高度,B1为城市纬度,B0,为回归线纬度=23度26分

以南京为例,我们从地球上所知,南京的纬度为,32度03分,我们把这个维度带入公式内就得出:

南京冬至日太阳高度角=

90度—(32度03分+23度26)=34度71分