摘  è¦ï¼šå…‰æŽ§å¤ªé˜³èƒ½ç…§æ˜Žç³»ç»Ÿæ˜¯å…‰ä¼åº”用的é‡è¦é¢†åŸŸï¼Œè¿™ç±»å…‰ä¼ç³»ç»Ÿçš„工作æ¡ä»¶éžå¸¸è‹›åˆ»ï¼Œå¿…é¡»æ ¹æ®å…¶ç‰¹ç‚¹ï¼Œè¿›è¡Œä»”细的系统优化设计,æ‰èƒ½ç¡®ä¿å…¶é•¿æœŸç¨³å®šåœ°å·¥ä½œã€‚由于系统æ¯å¤©å·¥ä½œçš„æ—¶é—´é•¿çŸä¸ä¸€æ ·ï¼Œåœ¨å…‰ä¼ç³»ç»Ÿè®¾è®¡æ—¶ï¼Œå¯ä»¥æ ¹æ®å½“地ä¸åŒæœˆä»½çš„æ—¥è½å’Œæ—¥å‡ºä¹‹é—´çš„æ— æ—¥ç…§å°æ—¶æ•°å‡1,æ¥ä½œä¸ºå…‰æŽ§å¤ªé˜³èƒ½ç…§æ˜Žç³»ç»Ÿçš„å·¥ä½œæ—¶é—´ï¼Œä»¥ç¡®å®šå…¶å„æœˆä¸åŒçš„负载日耗电é‡ã€‚å†³å®šè“„ç”µæ± ç»´æŒå¤©æ•°æ—¶ï¼Œä¹Ÿæ˜¯ä»¥æœ€å¤§çš„æ—¥è€—电é‡ä¸ºä¾æ®ã€‚光伿–¹é˜µçš„æœ€ä½³å€¾è§’也è¦å¤§äºŽä¸€èˆ¬çš„独立光ä¼ç³»ç»Ÿã€‚   关键è¯ï¼šå…‰ä¼æ–¹é˜µï¼›ç…§æ˜Žç³»ç»Ÿï¼›å…‰æŽ§ï¼›æœ€ä½³å€¾è§’;
  Abstract: Light-control solar lighting system is where the photovoltaic mostly applied. For this kind of the photovoltaic system, the working condition is very harshness. Only by a careful optimum sizing method according to the characteristics can its long-lasting and stable working ability be ensured. As the working hours of the system differ from day to day, it’s advisable that to determine its different daily power consumption every month, one should have the local non-sunshine time between sunset and sunrise minus one hour, serving as the working hours of the light-control solar lightning system. Judging by its maximum daily power consumption, days of autonomy of the battery can also be determined. The optimum tilted angle of the photovoltaic array needs to be bigger than that of the ordinary stand-alone photovoltaic system.
  Key words: photovoltaic array, lighting system, light-control, optimum tilted angle
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å…¶ä¸ï¼šÏ†ä¸ºå½“地纬度,δ为太阳赤纬。
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ã€€ã€€å…¶ä¸ N是当月天数。ä¸åŒæœˆä»½å¹³å‡æ—¥è€—电é‡éƒ½ä¸ä¸€æ ·ï¼Œå†¬å¤©æ—¥è€—电é‡å¤§ï¼Œè€Œå¤å¤©æ—¥è€—电é‡å°ã€‚这是与å„ä¸ªæœˆä»½å¹³å‡æ—¥è€—电é‡éƒ½å½“作相åŒçš„全年å‡è¡¡è´Ÿè½½çš„æœ€å¤§åŒºåˆ«ã€‚
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光控太阳能照明系统的优化设计
  1ã€å¼•言
  近年æ¥ï¼Œéšç€å¤ªé˜³èƒ½å…‰ä¼å‘电的å‘展,光ä¼äº§å“ç§ç±»ä¸æ–å¢žåŠ ï¼Œåº”ç”¨èŒƒå›´è¿…é€Ÿæ‰©å¤§ï¼Œå¤ªé˜³èƒ½ç…§æ˜Žç³»ç»Ÿå°±æ˜¯å…¶ä¸å¢žé•¿æœ€å¿«çš„å…‰ä¼äº§å“之一,é‡å¤šé¢å¹¿ï¼Œçް已æˆä¸ºå…¨çƒæŽ¨å¹¿æ•°é‡æœ€å¤šçš„å…‰ä¼åº”用产å“。在大å‘展ä¸ï¼Œå„ç§äº§å“的质é‡å‚å·®ä¸é½ï¼Œæœ‰äº›ä¸ºäº†ç‰‡é¢è¿½æ±‚ç»æµŽæ•ˆç›Šï¼Œæˆ–者é™äºŽæŠ€æœ¯æ°´å¹³ï¼Œä¸å°‘äº§å“æ ¹æœ¬æ²¡æœ‰æŒ‰ç…§å…‰ä¼å‘电的工作特点和è¿è¡Œè§„律æ¥è¿›è¡Œè®¾è®¡ï¼Œå› è€Œä½¿å¾—ç³»ç»Ÿæ— æ³•é•¿æœŸæ£å¸¸åœ°è¿è¡Œï¼Œè¿™ç§çŽ°è±¡åœ¨å¤ªé˜³èƒ½ç…§æ˜Žç³»ç»Ÿå°¤å…¶çªå‡ºã€‚å› æ¤å¿…须推广太阳能照明系统的优化设计,通过科å¦çš„计算方法,达到å¯é æ€§å’Œç»æµŽæ€§çš„æœ€ä½³ç»“åˆï¼Œåšåˆ°æ—¢èƒ½ä¿è¯ç³»ç»Ÿçš„稳定å¯é è¿è¡Œï¼Œåˆèƒ½å°½é‡å‡å°‘系统规模,é™ä½Žè´¹ç”¨ï¼Œè¾¾åˆ°æœ€ä½³åŒ–çš„é…置。
  太阳能照明系统ç§ç±»å¾ˆå¤šï¼Œæ ¹æ®ä½¿ç”¨åœºæ‰€çš„ä¸åŒï¼Œä¸»è¦åº”ç”¨äºŽèˆªæ ‡ç¯ã€è‰åªç¯ã€åºé™¢ç¯ã€è·¯ç¯ã€äº¤é€šä¿¡å·ç¯ã€å®¤å†…外照明ç¯ç‰ã€‚å·¥ä½œæ—¶é—´çš„æŽ§åˆ¶ä¸»è¦æœ‰å®šæ—¶å’Œå…‰æŽ§ä¸¤ç§ã€‚对于工作时间全年ä¸ä½œè°ƒæ•´çš„定时照明光ä¼ç³»ç»Ÿï¼Œå¯ä»¥æŒ‰ç…§é€šå¸¸ä¸ºå‡è¡¡è´Ÿè½½ä¾›ç”µçš„独立光ä¼ç³»ç»Ÿè¿›è¡Œä¼˜åŒ–设计。而光控太阳能照明系统,属于“冬天â€åž‹å£èŠ‚æ€§è´Ÿè½½ï¼Œå·¥ä½œæ¡ä»¶æžå…¶ä¸¥é…·ï¼Œå¿…é¡»ä¸“é—¨åŠ ä»¥åˆ†æžç ”究。
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  2ã€å…‰æŽ§å¤ªé˜³èƒ½ç…§æ˜Žçš„特点
ã€€ã€€å…‰æŽ§ç…§æ˜Žç³»ç»Ÿæ˜¯ä»¥è‡ªç„¶å…‰çº¿çš„å¼ºå¼±æ¥æŽ§åˆ¶ç…§æ˜Žç¯å…·å¼€å…³çš„,å³åœ¨é»„æ˜å¤©é»‘到一定程度(例如照度为10Luxå·¦å³ï¼‰æ—¶è‡ªåЍ开ç¯ï¼Œåˆ°é»Žæ˜Žæ—¶è‡ªåЍ关ç¯ã€‚è¿™æ ·åœ¨ä¸åŒå£èŠ‚æ¯å¤©å·¥ä½œæ—¶é—´ä¸ä¸€æ ·ï¼Œå¤å¤©å·¥ä½œæ—¶é—´çŸï¼Œè€Œå†¬å¤©å·¥ä½œæ—¶é—´é•¿ã€‚而且工作时间的长çŸè¿˜éšçº¬åº¦çš„ä¸åŒè€Œæ”¹å˜ï¼Œå½“地从日è½åˆ°æ—¥å‡ºä¹‹é—´çš„æ— æ—¥ç…§å°æ—¶æ•°ä¸º
        t = 24 -2 / 15 c o s -1[ - tanΦ tanδ]             (1)
  我国地域辽阔,ä¸åŒåœ°åŒºæ¯å¤©æ— æ—¥ç…§å°æ—¶æ•°å·®åˆ«å¾ˆå¤§ï¼Œå¦‚:海å£åœ°åŒºï¼ˆÏ†= 20.030)å¤è‡³æ—¶t =10.1h,冬至时t =13.2h。而哈尔滨地区(φ= 45.680)å¤è‡³æ—¶ç¼©çŸåˆ°t =8.5h,冬至时延长为t =15.5h。å¯è§è¶Šæ˜¯åŒ—方地区冬天和å¤å¤©éœ€è¦ç…§æ˜Žçš„æ—¶æ•°ç›¸å·®è¶Šå¤§ã€‚
  为了尽é‡å‡å°‘系统容é‡ï¼Œè€ƒè™‘到在一般情况下,日出å‰å’Œæ—¥è½åŽåŠå°æ—¶å†…,天空尚有余光,å¯ä»¥ä¸å¿…å¼€ç¯ã€‚è¿™æ ·ç³»ç»Ÿæ¯å¤©å®žé™…å·¥ä½œæ—¶é—´å¯æ¯”(1)å¼å¾—å‡ºçš„æ— æ—¥ç…§å°æ—¶æ•°å‡å°‘ä¸€ä¸ªå°æ—¶ã€‚å¦‚æžœè´Ÿè½½çš„å·¥ä½œç”µæµæ˜¯i,则负载的日耗电é‡ä¸º
                Q l =(t -1)i                        (2)
Â Â å„æœˆè€—电é‡ä¸º
                Q c = N Q l                                   (3)
ã€€ã€€åŒæ—¶ï¼Œåœ¨é€šå¸¸æƒ…况下,å¤å¤©å¤ªé˜³è¾å°„å¼ºåº¦è¦æ¯”å†¬å¤©å¤§ï¼Œå› æ¤å¤ªé˜³ç”µæ± 方阵产生的电é‡ä¹Ÿæ˜¯å¤å¤©å¤šè€Œå†¬å¤©å°‘,这与光控照明系统所需è¦çš„æƒ…况æ£å¥½ç›¸å,这就使得光控太阳能照明系统的工作æ¡ä»¶æ›´åŠ ä¸åˆ©ã€‚
  所以光控太阳能照明系统必须进行仔细的优化设计,日耗电é‡ä¸èƒ½å½“作å‡è¡¡è´Ÿè½½æ¥å¤„ç†ï¼Œå¦åˆ™å¾ˆå¯èƒ½é€ æˆå®¹é‡ä¸è¶³ï¼Œå½±å“系统的长期å¯é è¿è¡Œã€‚æ›´ä¸èƒ½å°†åŒä¸€ä¸ªå…‰æŽ§å¤ªé˜³èƒ½ç…§æ˜Žç¯å…·åœ¨å—北å„地通用。
ã€€ã€€åœ¨å…‰ä¼æ–¹é˜µç»“构上,由于冬至å‰åŽè´Ÿè½½æ—¥å¹³å‡è€—ç”µé‡æœ€å¤šï¼Œä¼¼ä¹Žåº”当å–12月份方阵é¢ä¸ŠæŽ¥æ”¶åˆ°æœ€å¤§å¤ªé˜³è¾ç…§é‡çš„角度为方阵最佳倾角。但是,在一般地区,éšç€è§’åº¦çš„å¢žåŠ ï¼Œå…¨å¹´å¤ªé˜³æ€»è¾ç…§é‡ä¸‹é™å¾ˆå¿«ï¼Œ12月份倾斜é¢ä¸Šæ‰€æŽ¥æ”¶åˆ°çš„太阳è¾ç…§é‡å´å¢žåŠ å¾ˆæ…¢ï¼Œåˆ°æœ€å¤§å€¼æ—¶ï¼Œå…¨å¹´å¤ªé˜³æ€»è¾ç…§é‡ä¸‹é™å¤ªå¤šï¼Œå°¤å…¶æ˜¯åœ¨å¤å¤©æ–¹é˜µé¢ä¸ŠæŽ¥æ”¶åˆ°çš„太阳è¾ç…§é‡ä¼šæ¯”冬天的å°å¾ˆå¤šï¼Œæ˜¾ç„¶è¿™æ˜¯ä¸åˆé€‚çš„ï¼Œåº”å½“æ ¹æ®å…·ä½“æ¡ä»¶ç¡®å®šã€‚å½“ç„¶åœ¨ä¸€èˆ¬æƒ…å†µä¸‹ï¼Œå…¶æ–¹é˜µå€¾è§’è¦æ¯”为å‡è¡¡æ€§è´Ÿè½½ä¾›ç”µçš„æ–¹é˜µæœ€ä½³å€¾è§’è¦å¤§[1]。
  通常在判æ–独立光ä¼ç³»ç»Ÿçš„è“„ç”µæ± ç»´æŒå¤©æ•°æ—¶ï¼Œåªè¦å°†è“„ç”µæ± æœ‰æ•ˆå®¹é‡é™¤ä»¥ç³»ç»Ÿæ—¥è€—电é‡å³å¯ã€‚ç„¶è€Œå¯¹äºŽå…‰æŽ§å¤ªé˜³èƒ½ç…§æ˜Žç³»ç»Ÿï¼Œå…¶å…¨å¹´ä¸æ—¥è€—电é‡å„ä¸ç›¸åŒã€‚为了ä¿è¯ç³»ç»Ÿçš„安全å¯é ,å¯ä»¥æœ€å¤§æ—¥è€—ç”µé‡æ¥è€ƒè™‘。