太阳能

太阳能发电

应用考虑

独立太阳能发电系统的大小选择

以下为一些简化了的步骤（依据德国太阳能协会 2005 年出版的《太阳能发电系统的规划与安装》）。

(a)	计算用电需求在这个步骤中，我们可以获得日均用电需求 Ec ，单位为千瓦时／天。

(b)	计算所需的发电组件数量获取发电组件最大输出功率， P 获取 " 日均水平太阳辐照 " 的每月资料，单位为千瓦时／平方米／天。 ( 此类资料在太阳能发电 - 资源潜力部分可以找到。〕我们称之为系数 A 。系数 A 的数值，可以理解为以 1000 瓦／平方米的辐照强度照射 A 小时。因此在下述的公式中，系数 A 的单位为小时。获取 " 倾斜角度校正系数 " 的每月资料。我们称之为系数 B 。在不同的月份中，系数 B 的数值可以大于１也可以小于１。发电组件在理想状况下的日均产电量 Ei （单位为瓦时／天）可以根据以下公式计算： Ei = P x A x B 下一步我们再乘以一个系数以照顾到电线中的能量损失丶转换损失丶匹配偏差损失丶和电池温度与标准温度的偏差〔实际上温度偏差按月有所不同〕。综合这几种损失，可以得到一个整体能量损失及修正系数 Lf 。日均产电量 Eg 等于 Ei x Lf 。选择一个合适的发电组件数目，以便于一年之中的每一个月，太阳能发电系统总 Eg 都可以超过 Ec ，并且有相当的馀额。

(c)	计算蓄电池组容量需求如果我们允许持续阴天数目为 D 天，那么对于一个 M 伏蓄电池组来说，它需要的安培时容量为 D x Ec ( 单位为瓦时 ) / M ，再加上一定的馀额。

(d)	根据电器设计惯例选择合适的电线和充电控制器。

风能／发电混合发电独立系统的大小选择

在风力资源充足的地区，比如偏远地区，风能／发电混合发电系统与单一发电发电系统相比可以节约电池的数量。在长时间持连续阴天的情况下，通常都会有风，因此小型风力发电机可以产生电力为蓄电池组充电。这样就可以选用较小的蓄电池组。（在太阳能发电 -- 文献部分有一篇 Yang, Lu 和 Burnett 的论文讨论这个主题。）

关于安装小型风力发电机的应用考虑问题，可以参照本网站的小型风力发电机部分。　

接入电网的太阳能发电系统的规划与设计

与电网接驳的太阳能发电系统无需蓄电池组。此外，电力负荷会由电网和太阳能发电系统同时供电，因此无需把太阳能发电系统发电能力和负荷匹配。通常情况下，主要的限制因素是安装太阳能板所需的空间。　

匹配的太阳能发电系统的大小可以从几千瓦到几百千瓦。以下是此类太阳能发电系统的规划与设计中的一些关键步骤。

选择安装太阳能板或发电玻璃单元（用于建筑物附设太阳能发电系统）的合适位置。检查附近建筑物的遮荫效应。检查安装地点的建筑结构要求。
如果太阳能板倾斜安装，两行太阳能板之间（通常朝南）需要隔开一定的距离，以避免相互之间的遮荫效应。
先进行一个太阳能发电系统的初步设计。对于输出功率只有几千瓦的太阳能发电系统，逆变器可以装在防风雨的箱子里面。而对于一些比较大型的太阳能发电系统，则需要安放于一个设备室里。同时，还要选定场地中的一个配电箱，以连接逆变器的交流输出到配电系统。至于与电网接驳的主要设计考虑（例如安全丶设备保护丶可靠性丶供电质量等等），可以参考《小型可再生能源发电系统与电网接驳技术指引》。
向电力公司提出与电网接驳的申请。电力公司将提出他们的技术要求（如保护设备设定值等）。
进行太阳能发电系统的详细设计。
安装和验收发电发电系统。
由电力公司进行检查以确认系统符合他们的要求。

一些建议：

太阳能板按照接近当地纬度的角度倾斜安装。这样可以得到以全年计最大的产电量，而且会有助于雨水冲刷掉积累的灰尘。
选择高效率的太阳能板。（由于香港地区可用空间有限，需要从有限空间尽量获取最大的产电量。）
使用国际电工标准或者与其相等的标准认证的太阳能板。
选择高可靠性（如平均故障间隔时间较长）丶高效率丶有可观的实际运行记录（可向供应商索取当地或海外的应用项目清单作参考之用）的逆变器。
设计控制线路，在晚间把逆变器关掉，以减少逆变器备用状态的损耗。
要求供应商推荐需要的备用部件。
要求供应商提供逆变器的维修保养指引和故障排解指引。
运行期间须定期检查系统。由于与电网接驳，在逆变器故障的情况下也不易察觉（如照明不会熄灭）。只有通过定期检查才能找出太阳能发电系统输出故障。

机电工程署已经对湾仔大楼的试验性的建筑物附设太阳能发电系统（由三个子系统组成）的性能进行了一年的监测。为期 12 个月的性能监测工作于 2004 年 3 月份完成。有关的这连结会以新视窗打开。总结报告中有对于香港地区典型商业大厦不同种类的建筑物附设太阳能发电系统性能方面的资料。

遮荫分析

在需要评估附近较高建筑物或物体的遮荫效应的时候，必须进行遮荫分析。在发电阵列中选择某一点，然后获取对于该点产生遮荫的各建筑物或物体的仰角角度和方位角度。再利用太阳行程图（或者使用电脑软件）就可以分析特定月份的遮荫程度了。

遮荫程度会影响发电阵列的配置（阵列的发电串数目，以及每串中的组件数目等）。

太阳能发电系统设计辅助软件

独立的或者与电网接驳的太阳能发电系统的分析和设计，可以用电脑软件辅助完成。

这连结会以新视窗打开。此网页的超连结有可能引向由第三方发行或营运的网站。RETScreen 国际清洁能源项目分析软件是一个由加拿大政府丶业界和学术界各方专家协助开发的决策支援软件工具。这个免费软件可以应用于分析全球各地区不同的节能及可再生能源技术 (RETs) 的能源产量或节约量丶寿命周期成本丶排放减少量丶财务分析和风险分析等等。此软件还包括产品丶成本和气候等资料库，以及一个详细的线上用户手册。

此外还有一些利用时步模拟技术的商业太阳能发电系统设计工具，可作系统模拟及产电量计算之用，这些工具都有遮荫分析等功能。例子有热内瓦大学开发的这连结会以新视窗打开。此网页的超连结有可能引向由第三方发行或营运的网站。PVSYST 软件。除此之外，还有很多其他的商业软件。用户须要了解不同软件的功能才能决定这些软件是否能够满足其需要。