CN1118031C - 估计太阳能电池所产生的能量的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

在估计太阳能电池所产生能量的公式中，温度校正系数随着月平均环境温度升高而在负方向上校正。对于非晶硅太阳能电池，所估计的能量比实际产生的能量小。为防止这一点，根据太阳能电池安装地的平均月温度计算的校正系数随着平均月环境温度升高而增大。由安装地的平均太阳辐射、所计算的校正系数和太阳能电池的额定功率估计出所产生的能量。由此可以根据安装地准确地估计出非晶硅太阳能电池或光电功率生成设备所产生的能量。

Description

估计太阳能电池所产生的能量的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于估计太阳能电池所产生的能量的方法和装置，特别是，估计非晶硅太阳能电池所产生的能量的方法和设备。
背景技术
太阳能电池由其属性所决定易受诸如太阳辐射或温度等天气变化的影响并且由此产生不稳定的功率。为此，为了根据太阳能电池的安置条件估计其所产生的能量，可以使用太阳辐射或温度数据进行模拟。特别是近年来用于一般住宅的太阳能电池非常流行。为了设计所必须的太阳能电池组件的数目，必须估计出在太阳能电池安装地所产生的能量。
在“Guidebook for Design of Photovoltaic Power GenerationSystem”(OHM-Sha)中公开了一种估计太阳能电池所产生能量的方法。
可以按下列方式获得模拟光电功率生成系统所产生的能量的基本公式。使用平均倾斜太阳辐射IS1，输入总体校正系数K和太阳能电池的额定功率R1。光电功率生成系统所产生的能量可由等式(1)得出：
P2＝IS1·K·R1                  ……(1)
总体校正系数K用温度校正系数D1’、尘降校正系数D2、功率传送损耗校正系数D3和变换器校正系数D4重写：
K＝D1’·D2·D3·D4             ……(2)
等式(2)中的温度校正系数D1’可由下式给出：
D1’＝1+αpmax(Tcm-Ts)        ………(3)
其中：αpmax：-0.0037(单晶太阳能电池)
               -0.0044(多晶太阳能电池)
               -0.0020(非晶硅太阳能电池)
Tcm：平均月环境温度A1+15℃
Ts：标准条件下太阳能电池温度＝25℃
使用阵列不平衡损耗E1、线圈损耗E2和二极管损耗E3由等式(4)给出功率传送损耗校正系数D3：
D3＝1-(E1+E2+E3)               ……(4)
假设使用上述计算光电功率生成系统的月产生能量的基本公式来估计在一给定区域中其所产生的能量。随着在该区域中平均月环境温度升高，在负方向上校正温度校正系数D1’。为此，当使用的是非晶硅太阳能电池，所估计的产生能量要比实际产生的能量小。相反，随着平均环境温度降低，在正方向上校正温度校正系数D1’。为此，当使用的是非晶硅太阳能电池，所估计的产生能量要比实际产生的能量大。在本发明中，“非晶硅”包括“微晶硅”。
图2示出了用上述方法估计的每月所产生的能量(实线11)和实际所产生的能量(虚线12)。实线13表示平均月环境温度。在平均月环境温度特别高或低的季节，估计的所产生的能量与实际所产生的能量之间的差别变大。
正如所知的那样，非晶硅太阳能电池由其属性决定具有光衰减现象：由于长期户外暴露在制造之后初始性能立刻衰减，并且最终变稳定。性能上的光衰减是一可逆现象，所以通过加热退火可恢复到初始性能。这称作退火恢复。
太阳能电池由户外的太阳射线产生能量。在户外，太阳能电池不仅吸收产生功率所必须的太阳射线，而且还吸收对产生功率不起作用的光成份。将对产生功率不起作用的光能转变成热能来增高太阳能电池组件的温度。实际上，在平均月环境温度为2℃至3℃的冬天，太阳能电池组件在产生功率期间的温度为20℃至30℃，而在平均月环境温度为25℃至26℃的夏天，太阳能电池组件的温度有时超过60℃。为此，随着环境温度或组件温度的升高，可以通过上述的退火恢复来恢复非晶硅太阳能电池性能并产生大的功率。这样，其属性与晶体太阳能电池相反。
当使用上述基本公式估计采用非晶硅太阳能电池的光电功率生成系统所产生的能量，随着平均月环境温度升高，在负方向上修正温度校正系数D1’，把所产生的能量估计得小了。随着平均月环境温度降低，在正方向上修正温度校正系数D1’，把所产生的能量估计大了。这样对于每月来说，所估计的产生能量和实际产生的能量之间出现了误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种可根据安装地点精确地估计出太阳能电池或光电功率生成装置所产生的功率的方法和设备。
为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种估计非晶硅太阳能电池所产生的能量的方法，包括步骤：获得非晶硅太阳能电池安装地的平均太阳辐射和平均环境温度；根据平均温度计算校正系数；和由所获得的平均太阳辐射和校正系数以及所述非晶硅太阳能电池的额定功率估计所产生的能量，其中校正系数随着平均环境温度升高而增大，以及其中所产生的能量P可由下式给出：P＝I1·K·R1式中I1为平均太阳辐射，K为校正系数，而R1为额定功率。
根据本发明另一方面，提供一种估计非晶硅太阳能电池所产生能量的设备，包括：获得非晶硅太阳能电池安装地的平均太阳辐射和平均环境温度的获取装置；用于根据平均环境温度计算校正系数的计算装置；用于根据所获得的平均太阳辐射和校正系数，以及所述非晶硅太阳能电池的额定功率估计所产生的能量的估计装置，其中校正系数随着环境温度升高而增大，以及其中所产生的能量P可由下式给出：P＝I1·K·R1式中I1为平均太阳辐射，K为校正系数，而R1为额定功率。
根据本发明的再一方面，提供一种估计非晶硅太阳能电池组件所产生的能量的方法，包括步骤：获得非晶硅太阳能电池组件安装地的平均太阳辐射和所述非晶硅太阳能电池组件的平均温度；根据平均温度计算校正系数；和由所获得的太阳辐射和校正系数，以及所述非晶硅太阳能电池组件的额定功率估计所产生的能量，其中校正系数随着平均组件温度升高而增大，以及其中所产生的能量P可由下式给出：P＝I1·K·R1式中I1为平均太阳辐射，K为校正系数，而R1为额定功率。
根据本发明的又一方面，提供用于估计非晶硅太阳能电池组件所产生能量的设备，包括：获取非晶硅太阳能电池组件安装地的平均太阳辐射和所述非晶硅太阳能电池组件的平均温度的获取装置；根据平均温度计算校正系数的计算装置；和由所获得的平均太阳辐射和校正系数以及所述非晶硅太阳能电池组件的额定功率估计所产生能量的估计装置，其中校正系数随着平均组件温度升高而增大，以及其中所产生的能量P可由下式给出：P＝I1·K·R1式中I1为平均太阳辐射，K为校正系数，而R1为额定功率。
附图说明
以下结合附图的说明可以使本发明的其他特性和优点更加清楚，其中在所有附图中，类似的标号表示相同或相似部分。
图1为一流程图，示出了根据本发明计算太阳能电池所产生的能量的过程；
图2示出了根据传统公式估计出的太阳能电池所产生的能量和实际所产生能量之间的比较；
图3和图4示出了证实平均月环境温度和非晶硅太阳能电池的能量额定因数(标准效率)之间关系的实验结果；
图5示出了由本发明的公式所获得的温度校正系数D1和由传统公式获得的温度校正系数D1’；
图6A示出了在第一实施例中使用传统公式和本发明的公式估计的太阳能电池所产生的能量以及实际所测得的能量；
图6B为一表格，示出了用于估计太阳能电池所产生的能量的平均月环境温度A1和每月的平均倾斜表面太阳辐射IS1、实际测得的太阳辐射、所产生的能量计算结果和实际测得的能量；
图7A示出了在第二实施例中使用传统公式和本发明的公式估计的太阳能电池所产生的能量以及实际测得的能量；
图7B为一表格，示出了用于估计太阳能电池所产生的能量的平均月环境温度A1和每月的平均倾斜表面太阳辐射IS1、实际测得的太阳辐射、所产生的能量的计算结果以及实际测得的能量；
图8示出了所产生的能量生成效率估计结果和实际测得的值；
图9A示出了在第三实施例中使用传统公式和本发明的公式估计的太阳能电池所产生的能量以及实际测得的能量；
图9B为一表格，示出了用于估计太阳能电池所产生的能量的平均月环境温度A1和每月的平均倾斜表面太阳辐射IS1、所产生能量的计算结果和实际测得的能量；
图10示出了证实非晶硅太阳能电池的平均组件温度和能量额定因数(标准效率)之间关系的实验结果；
图11为一流程图，示出了根据本发明计算太阳能电池组件所产生的能量的过程；
图12A示出了在第四实施例中使用本发明的公式估计的太阳能电池所产生的能量和实际上测得的能量；和
图12B为一表格，示出了用于估计太阳能电池所产生的能量的平均月组件温度B1和每月的平均倾斜表面太阳辐射IS1、实际测得的太阳辐射、所产生的能量的计算结果和实际测得的能量。
具体实施方式
以下参照附图详细地描述本发明用于估计太阳能电池所产生能量的设备的优选实施例。
由户外试验确定平均环境温度校正系数α。具体地说，沿纵坐标画出测试地点的平均月环境温度，沿横坐标画出由等式(5)表示的实际功率和额定功率之间的匹配程度。额定功率意味在标准测试条件下太阳能电池的额定输出。
能量额定因数＝实际产生的能量/(R1×IS1)……(5)
其中：实际产生能量[Wh]
R1：太阳能电池额定功率[W·m2/kW]
IS1：累计的太阳辐射[kWh/m2]
如图3所示，平均月环境温度和能量额定因数(标准效率)呈线性关系。斜率定义为平均环境温度校正系数α。在非晶硅太阳能电池中，该平均环境温度校正系数α具有正值。
使用按上述方法测得和计算的平均环境温度校正系数α来估计在一平均月环境温度高的区域中采用非晶硅太阳能电池的光电功率生成系统所产生的能量。在这种情况下，随着平均月环境温度升高，在正方向上修正温度校正系数D1，所以能够精确地估计出所产生的能量。
图5示出了使用传统校正系数αpmax＝-0.0020的温度校正系数D1’(实线41)，和使用由上述方法测得和计算出的平均环境温度校正系数α的温度校正系数D1(实线42)。从图5中可以明显地看出，随着平均环境温度升高，使用按本方法测得和计算出的平均环境温度校正系数α的温度校正系数D1经修正增大。然而，使用传统校正系数αpmax的温度校正系数D1’经修正减小。
图1为一流程图，示出了根据本发明模拟所产生能量的一个例子。该过程由例如安装了模拟程序的个人计算机来执行。
在步S1设置由上述方法计算的平均温度校正系数α、尘降校正系数D2、变换器校正系数D4、阵列不平衡损耗E1，二极管损耗E3和额定功率平均环境温度Tg。额定功率平均环境温度Tg表示可以获得额定功率R1的平均月温度。
接着在步S2输入待测的区域、待安装太阳能电池的屋顶的倾斜角以及屋顶的方位。根据输入的区域、倾斜角和方位提取平均倾斜表面太阳辐射IS1和平均月环境温度A1。在步S3计算温度校正系数D1和功率传送损耗校正系数D3。平均倾斜表面太阳辐射IS1和平均月环境温度A1等数据可由人工来输入。但当这些数据作为数据库准备好时，就可以通过仅输入区域来计算出温度校正系数D1和功率传送损耗校正系数D3，这非常方便。如果数据库中没有与输入区域相应的数据，与目标区域最近的区域的数据库被选用。
此后，在步S4输入用于光电功率产生系统的太阳能电池的额定功率R1。在步S5使用本发明的公式计算在该区域中产生的能量P1，并在步S6显示所产生能量P1的计算结果。
如上所述，在本发明中，使用按上述方法测得和计算的平均环境温度校正系数α来估计光电功率产生系统所产生的能量的公式(以下称“本发明的公式”)来估计假设太阳能电池阵列安装在平地上的光电功率产生系统所产生的能量。根据本发明的公式，当平均月环境温度A1高时，温度校正系数D1大于1。可以调整非晶硅太阳能电池的性能，包括在平均月环境温度高的夏季(高温季节)进行退火恢复，这样可以精确地估计实际产生的能量。采用基于校正系数αpmax的温度校正系数D1’估计光电功率产生系统所产生能量的传统的功率估算公式(以下称为“传统公式”)，估计的在高温季节所产生的能量比实际所产生的能量小，这样似乎需要较大数量的太阳能电池组件。在本发明中可以消除这种浪费。
对于太阳能电池，可以使用依次在基片上叠置起来的低层电极、非晶半导体层(包括微晶半导体)、透射电极和集电极电极形成的单元。可以使用诸如不锈钢之类的金属或聚酰亚胺之类的树脂作为基片。低层电极具有反射入射光的功能，可由铝、银或铜形成。非晶半导体层具有一个半导体PIN结，并且多个PIN结可以叠置。可以使用ITO之类作为透射电极。对于集电极电极，可印制导电的糊剂，或用导电的糊剂固定金属布线。为了得到所希望的产生能量，将多个太阳能电池串/并联起来。
这些太阳能电池用透明树脂封装在金属之类的加强板上。加强板可以弯曲形成太阳能电池组件或装有太阳能电池的屋顶。另一种方法是，太阳能电池不和加强板集成在一起，而是和玻璃或塑料之类的透明部件安装在一起构成装有太阳能电池的屋顶部件。根据本发明的公式估计太阳能电池组件、屋顶或与太阳能电池集成在一起的屋顶部件所产生的能量。确定为了获得所希望的产生能量所必须的组件数，并将组件安装成一太阳能电池板。
第一实施例
图3画出了使用具有两个PIN结的非晶硅层的级联太阳能电池组件(UPM-880可由United Solar System Co.(USSC)得到)的平均月环境温度和能量额定因数。从所画出的点可以看出，可由Y＝0.0075X+0.8393给出平均月环境温度X和能量额定因数Y之间的线性关系。平均环境温度校正系数α相应于直线的斜率：0.0075。当平均月环境温度X为21.4℃时，能量额定因数Y为1。于是，额定功率平均环境温度Tg为21.4℃。
将具有额定输出1.2KW的太阳能电池板，即标准太阳能电池阵列安装在一房屋顶上，在下述条件下使用按上述方法测得和计算的平均环境温度校正系数α估计其所产生的能量。
(1)安装地点：Nagahama-Shi，Shiga县；方向正南，屋顶的倾斜角度为33°。
(2)引用“Chronology of Science(科学年表)”中公布的Hikone-shi，Shiga县的平均月环境温度数据作为平均月环境温度，引用日本天气协会公布的Hikone-Shi，Shiga县的平均月太阳辐射数据作为太阳辐射数据。
(3)太阳能电池阵列：使用由USSC得到的56UPM-880非晶硅太阳能电池组件。每个组件的额定输出＝22W，最大输出工作电压＝15.6V，有效面积＝3622cm2。
(4)变换器的额定输入电压为DC200V。
根据变换器的额定输入电压200V，需串联14个最大输出工作电压为15.6V的太阳能电池组件(以下称为“串”)。每串的额定输出为308W，最大输出工作电压为218V。为了获得总输出1.2kW，需并联4个串。即，太阳能电池组件的总数为56个，额定功率R1为1.23kW·m2/kW。
本发明的公式中的校正系数可设置如下：
平均环境温度校正系数α＝0.0075；
额定功率平均环境温度Tg＝21.4℃；
尘降校正系数D2＝0.90；
变换器校正系数D4＝0.80；
阵列不平衡损耗E1＝0.0021；
线圈损耗E2＝0.015；
二极管损耗E3＝0.005；
即，本发明的公式可写：
总体校正系数K
＝{1+α(A1-Tg)}·D2·D3·D4
＝{1+0.0075·(A1-21.4)}·0.704    ……(6)
估计的所产生的能量P1
＝IS1·K·R1
＝IS1·K·1.232[kWh/天]           ……(7)
图6A示出了在上述条件下使用传统公式和本发明的公式所获得的产生的能量的计算结果以及每月光电功率产生系统实际产生的能量。图6B示出了计算中使用的平均月环境温度A1和每月的平均倾斜表面太阳辐射IS1、实际测得的太阳辐射、所产生能量的计算结果和实际测得的能量。
在图6A中，细实线61表示根据传统公式得出的计算结果，粗实线62表示根据本发明的公式得出的计算结果；虚线63为实际测得的结果。根据本发明的计算结果在全年中的误差小于根据传统公式的计算结果。具体地说，本发明的计算误差：
ε＝∑{(实际测得的能量-计算出的产生能量)2}1/2/12…(8)
传统公式中全年的误差ε为10.6。本发明公式的误差小至5.7。
如图6A所示，当使用传统公式时，把在平均月环境温度高的夏季产生的能量估计小了，把在平均月环境温度低的冬季产生的能量估计大了。另一方面，根据本发明的公式，随着平均月环境温度升高，所估计的产生能量变大。图6A中由粗实线62表示的估计结果与实际产生的能量(虚线63)更接近。
在该实施例中，可从数据库中直接装载平均倾斜表面太阳辐射IS1作为平均太阳辐射。然而，当使用已知的直接/扩散太阳辐射分类，可通过基于平均水平表面太阳辐射IH1的计算获得太阳辐射。
第二实施例
图4画出了平均月环境温度X和使用三联太阳能电池(相当于由CANON获得的BS-04)时匹配程度Y之间的关系，所述太阳能电池具有带有3个PIN结的非晶硅层。从画出的点可以看出，平均月环境温度X和能量额定因数Y之间的线性关系可由Y＝0.0059X+0.8791给出。平均环境温度校正系数α相当于回归线的斜率：0.0059。当平均月环境温度为20.5℃，功率额定因数为1。于是，额定功率平均环境温度Tg为20.5℃。
假设一个太阳能电池组件安装在平地上。使用本发明的公式估计该太阳能电池组件所产生的能量。使用下述条件进行计算：
(1)安装地点：Miyako-gun，Okinawa县；方向正南，安装的倾斜角为20℃。
(2)引用“Chronology of Science(科学年表)”中公布的Naha-shi，Okinawa县的平均月环境温度数据作为平均月环境温度。引用日本天气协会公布的Naha-shi，Okinawa县平均月太阳辐射数据作为太阳辐射数据。
(3)太阳能电池组件：使用相当于从CANON获得的BS-04的非晶硅太阳能电池组件。额定输出＝31W、最大输出工作电压＝7.0V、有效面积＝1400×420mm。
本发明公式中的校正系数设置如下：
平均环境温度校正系数α＝0.0059；
额定功率平均环境温度Tg＝20.5℃；
尘降校正系数D2＝0.95；
功率传送损耗校正系数D3＝1.0；
变换器校正系数D4＝1.0；
在该实施例中，估计只由一个太阳能电池组件产生的能量。为此，功率传送损耗校正系数D3和变换器校正系数D4被设置成1.0。
即，本发明的公式可写成：
总体校正系数K
＝{1+α(A1-Tg)}·D2·D3·D4
＝{1+0.0059·(A1-20.5)}·0.95    ……(9)
估计的所产生的能量P1
＝IS1·K·R1
＝IS1·K·31(Wh/天)              ……(10)
图7A示出了在上述条件下使用传统公式获得的产生能量计算结果(细实线71)和使用本发明公式获得的产生能量计算结果(粗实线72)，以及太阳能电池组件每月实际产生的能量(虚线73)。图7B示出了用于计算的平均月环境温度和每月的平均倾斜表面太阳辐射、实际测得的太阳辐射、所产生能量的计算结果和实际测得的能量。
从图7A可以看出，当使用传统公式时，把在平均月环境温度高的夏季产生的能量估计小了，而把在平均月环境温度低的冬季产生的能量估计大了。另一方面，根据本发明的公式，随着平均月环境温度升高，估计的所产生的能量变大。由图7A中粗实线72表示的估计结果与实际产生的能量(虚线73)更接近。
图8示出了功率生成效率的计算结果。图8示出了根据按传统公式获得的产生能量计算的功率生成效率(细实线81)和根据按本发明公式获得的产生能量计算的功率生成效率(粗实线82)，将它们与由实际测得数据算出的功率生成效率(虚线83)进行比较。从图8可以看出，根据本发明公式估计的功率生成效率(粗实线82)几乎和由实际测得数据获得的功率生成效率(虚线83)相一致。功率生成效率是使用太阳能电池有效面积4,031.5cm2计算的。
如上所述，即使在天气条件不同于第一实施例的区域中，使用本发明的公式也可以精确地估计出所产生的能量。
第三实施例
在该实施例中，假设包括一个太阳能电池板和一变换器的光电功率生成设备安装在一通用房屋中，光电功率生成设备所产生的能量由本发明的公式来估计。
假设太阳能电池板的额定输出为1.56KW，即安装标准的太阳能电池板。使用下述条件：
(1)安装地点：Ichikawa-shi，Chiba县；方向为由正南向西20°，屋顶的倾斜角为26.5°；
(2)引用“Chronology Science(科学年表)”中公布的Tokyo的平均月环境温度数据作为平均月环境温度。引用日本天气协会公布的Tokyo的平均月太阳辐射数据作为太阳辐射；
(3)太阳能电池阵列：13个相当于从CANON获得的BS-03的非晶硅太阳能电池组件以串联方式连接形成一个串，将两个串并联使用。额定输出＝60W，最大输出工作电压＝14V，和有效面积＝10920cm2；
(4)变换器：由CANON获得的SI-02。
本发明的公式中使用的校正系数设置如下：
平均环境温度校正系数α＝0.0059；
额定功率平均环境温度Tg＝20.5℃；
尘降校正系数D2＝0.95；
变换器校正系数D4＝0.92；
阵列不平衡损耗E1＝0.0021；
线圈损耗E2＝0.015；
二极管损耗E3＝0.005；
即，本发明的公式可以写成：
总体校正系数K
＝{1+α(A1-Tg)}·D2·D3·D4
＝{1+0.0059·(A1-20.5)}·0.855    ……(11)
估计的所产生的能量P1
＝IS1·K·R1
＝IS1·K·1.56[kWh/天]            ……(12)
图9A示出了在上述条件下由使用传统公式估计的光电功率生成设备产生的能量获得的计算结果(细实线91)和由使用本发明公式估计的光电功率生成设备产生的能量获得的计算结果(粗实线92)，以及每月实际产生的能量(虚线93)。图9B示出了用于计算的平均月环境温度A1和每月的平均倾斜表面太阳辐射IS1、所产生能量的计算结果和实际测得的能量。
从图9A中可以看出，当使用传统公式时，在平均月环境温度高的夏季把所产生的能量估计小了，而在平均月环境温度低的冬季把所产生的能量估计大了。另一方面，根据本发明的公式，随着平均月环境温度升高，估计的所产生的能量变大。由图9A中粗实线表示的估计结果与实际产生的能量(虚线93)更接近。
第四实施例
图10示出了使用具有带3个PIN结的非晶硅层的三联太阳能电池(相当于从CANON获得的BS-04)时平均月组件温度X和能量额定因数Y之间的关系。从所画的点可以看出，回归线表示的平均月组件温度X和能量额定因数Y之间的关系可由Y＝0.0039X+0.9136给出。相应于平均环境温度校正系数α的平均组件温度校正系数β对应于回归线的斜率：0.0039。当平均月组件温度为22.2℃时，能量额定因数为1。于是，额定功率平均月组件温度Tm为22.2℃。
假设将一个太阳能电池组件安装在平地上。使用本发明的公式估计该太阳能电池组件所产生的能量。根据图11所示的流程图，使用太阳能电池组件的平均月组件温度的实际测得的值进行估计。
使用下述条件进行计算：
(1)安装地点：Kizu-cho，Souraku-gun，Kyoto县的生态研究中心的CANON的角铁架上；方向正南；倾斜角为28.6°；
(2)使用由实际在安装地测得的太阳能电池组件的后表面的温度数据获得的平均月数据值作为平均月组件温度；
(3)使用由日本天气协会公布的邻近Souraku-gun，Kyoto县的Nara-shi，Nara县的平均月倾斜表面太阳辐射数据作为太阳辐射数据；
(4)太阳能电池组件：使用相当于从CANON公司获得的BS-04的非晶硅太阳能电池组件。额定输出＝30W，最大输出工作电压＝7.0V，有效区域＝1400×420mm。
本发明公式中的校正系数设置如下：
平均组件温度校正系数β＝0.0039；
额定功率平均组件温度Tm＝22.2℃；
尘降校正系数D2＝0.95；
功率传送损耗校正系数D3＝1.0；
变换器校正系数D4＝1.0。
在该实施例中，估计仅由一个太阳能电池组件产生的能量。为此，将功率传送损耗校正系数D3和变换器校正系数D4都设置成1.0。
即，本发明的公式可以写成：
总体校正系数K
＝{1+β(B1-Tm)}·D2·D3·D4
＝{1+0.0039·(B1-22.2)}·0.95    ……(13)
估计的所产生的能量P1
＝IS1·K·R1
＝IS1·K·30(Wh/天)              ……(14)
图12A示出了在上述条件下使用本发明公式估计太阳能电池组件所产生能量而获得的计算结果(粗实线112)和每月实际产生的能量(虚线113)。图12B示出了用于计算的平均月组件温度和平均倾斜表面太阳辐射、实际测得的太阳辐射、所产生能量的计算结果和实际测得的能量。
在图12A中，根据本发明的公式，随着平均月组件温度升高，估计的所产生的能量增大。由图12A中粗实线112表示的估计结果更接近实际产生的能量(虚线113)。
根据上述实施例，当使用非晶硅太阳能电池时，温度校正系数公式中，即D1＝α(A1-Tg)的平均环境温度校正系数α被设置成一个正值。按此方式能够准确、恰当地由平均月环境温度中估计出非晶硅太阳能电池所产生的能量。于是，可以提供一种适于非晶硅太阳能电池的设计方法作为将太阳能电池板安装在房屋等上的太阳能电池板设计方法。
本发明的光电功率生成设备设计方法可以按实现图1和图11流程图所示的处理和计算的数据和程序的形式给出。程序和数据构成了本发明。在考虑使用计算机进行光电功率生成系统的设计和安装时，程序和数据记录在计算机使用的磁记录介质或光记录介质上，或通过通信媒体提供。对于本专业技术人员来说很明显，在图1和图11所示的流程图中，代替直接输入平均环境温度校正系数α和额定功率平均环境温度Tg，或平均组件温度校正系数β和额定功率平均组件温度Tm，可以输入太阳能电池组件名称或序号，这样根据组件名称和序号就可以获得其相应的系数。
由于在不背离本发明的精神和范围的条件下，可以对本发明的实施例进行各种修改，所以应理解，本发明不限于其具体实施例，而应由所附权利要求来限定。

Claims (18)

1.一种估计非晶硅太阳能电池所产生的能量的方法，包括步骤：
获得非晶硅太阳能电池安装地的平均太阳辐射和平均环境温度；
根据平均温度计算校正系数；和
由所获得的平均太阳辐射和校正系数以及所述非晶硅太阳能电池的额定功率估计所产生的能量，
其中校正系数随着平均环境温度升高而增大，
以及其中所产生的能量P可由下式给出：
P＝I1·K·R1
式中I1为平均太阳辐射，K为校正系数，而R1为额定功率。
2.根据权利要求1的方法，其中校正系数K可由下式给出：
K＝{1+α(A1-Tg)}·D
式中A1为平均环境温度，α为与平均环境温度A1有关的校正系数，Tg为能够获得额定功率R1的环境温度，D为其它校正系数。
3.根据权利要求2的方法，其中校正系数α具有正值。
4.根据权利要求2的方法，其中校正系数α落在范围0.002至0.009之中。
5.根据权利要求2的方法，其中校正系数α可由平均月环境温度和所述非晶硅太阳能电池的光电转换效率之间的关系得出。
6.根据权利要求2的方法，其中其它校正系数D至少包括用于校正由于所述非晶硅太阳能电池的尘埃而引起的损耗的系数、用于校正由于功率传送而引起的损耗的系数和用于校正变换器中损耗的系数。
7.一种估计非晶硅太阳能电池所产生能量的设备，包括：
获得非晶硅太阳能电池安装地的平均太阳辐射和平均环境温度的获取装置；
用于根据平均环境温度计算校正系数的计算装置；
用于根据所获得的平均太阳辐射和校正系数，以及所述非晶硅太阳能电池的额定功率估计所产生的能量的估计装置，
其中校正系数随着环境温度升高而增大，
以及其中所产生的能量P可由下式给出：
P＝I1·K·R1
式中I1为平均太阳辐射，K为校正系数，而R1为额定功率。
8.根据权利要求7的设备，进一步包括用于储存每个地区的平均环境温度和月太阳辐射的存储装置。
9.根据权利要求8的设备，其中所述获取装置从所述存储装置中读出最接近于安装地的一个区域的平均环境温度和平均太阳辐射。
10.一种估计非晶硅太阳能电池组件所产生的能量的方法，包括步骤：
获得非晶硅太阳能电池组件安装地的平均太阳辐射和所述非晶硅太阳能电池组件的平均温度；
根据平均温度计算校正系数；和
由所获得的太阳辐射和校正系数，以及所述非晶硅太阳能电池组件的额定功率估计所产生的能量，
其中校正系数随着平均组件温度升高而增大，
以及其中所产生的能量P可由下式给出：
P＝I1·K·R1
式中I1为平均太阳辐射，K为校正系数，而R1为额定功率。
11.根据权利要求10的方法，其中校正系数K可由下式给出：
K＝{1+β(B1-Tm)}·D
式中B1为平均组件温度，β为与平均组件温度B1有关的校正系数，Tm为可以获得额定功率R1的组件温度，D为其它校正系数。
12.根据权利要求11的方法，其中校正系数β具有正值。
13.根据权利要求11的方法，其中校正系数β落在范围0.002至0.009之中。
14.根据权利要求11的方法，其中可由平均月组件温度和所述非晶硅太阳能电池组件的光电转换效率之间的关系计算校正系数β。
15.根据权利要求11的方法，其中其它校正系数至少包括用于校正由于所述非晶硅太阳能电池组件的尘埃引起的损耗的系数、用于校正由于功率传送引起的损耗的系数和用于校正变换器中损耗的系数。
16.用于估计非晶硅太阳能电池组件所产生能量的设备，包括：
获取非晶硅太阳能电池组件安装地的平均太阳辐射和所述非晶硅太阳能电池组件的平均温度的获取装置；
根据平均温度计算校正系数的计算装置；和
由所获得的平均太阳辐射和校正系数以及所述非晶硅太阳能电池组件的额定功率估计所产生能量的估计装置，
其中校正系数随着平均组件温度升高而增大，
以及其中所产生的能量P可由下式给出：
P＝I1·K·R1
式中I1为平均太阳辐射，K为校正系数，而R1为额定功率。
17.根据权利要求16的设备，进一步包括用于为每个区域存储平均组件温度和平均太阳辐射的存储装置。
18.根据权利要求17的设备，其中所述获取装置从所述存储装置中读取最靠近安装地的一个区域的平均组件温度和平均太阳辐射。
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