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从发电量到投资回报，光伏系统核心计算公式汇总

创作时间:

2025-01-22 09:34:57

作者:

@小白创作中心

从发电量到投资回报，光伏系统核心计算公式汇总

随着新能源技术的不断发展，光伏发电已成为重要的可再生能源之一。对于从事或即将从事光伏行业的人来说，掌握光伏系统的计算公式至关重要。本文整理了最全面常见的光伏计算公式，从光伏发电量到投资回报率，涵盖了光伏系统设计和运行的多个关键指标。

光伏发电量的计算方法

等效日射量法
日发电量(kWh) = 日射量(kWh/m²) × 光伏板面积(m²) × 光伏板效率
温度系数法
日发电量(kWh) = 天平均太阳辐射(kWh/m²) × 温度系数 × 光伏板面积(m²)

充电电压计算方法

Vmax = V额 × 1.43倍

平均放电率的计算方法

平均放电率(h) = 连续阴雨天数 × 负载工作时间 / 最大放电深度

电价的计算方法

发电成本价格 = 总成本 ÷ 总发电量
电站盈利 = (买电价格 - 发电成本价格) × 电站寿命范围内工作时间
发电成本价格 = (总成本 - 总补贴) ÷ 总发电量
电站盈利 = (买电价格 - 发电成本价格2) × 电站寿命范围内工作时间 + 非市场因素收益

投资回报率的计算方法

无补贴：年发电量 × 电价 ÷ 投资总成本 × 100% = 年回报率
有电站补贴：年发电量 × 电价 ÷ (投资总成本 - 补贴总额) × 100% = 年回报率
有电价补贴及电站补贴：年发电量 × (电价 + 补贴电价) ÷ (投资总成本 - 补贴总额) × 100% = 年回报率

负载工作时间的计算方法

负载工作时间(h) = ∑负载功率 × 负载工作时间 / ∑负载功率

转换率的计算方法

η(转换率) = Pm(电池片的峰值功率) / A(电池片面积) × Pin(单位面积的入射光功率)
其中：Pin = 1KW/㎡ = 100mW/cm²

电池组件并联数的计算方法

电池组件并联数 = 负载日平均用电量(Ah) / 组件日平均发电量(Ah)
电池组件串联数 = 系统工作电压(V) × 系数1.43 / 组件峰值工作电压(V)

蓄电池的计算方法

蓄电池容量 = 负载平均用电量(Ah) × 连续阴雨天数 × 放电修正系数 / 最大放电深度 × 低温修正系数
蓄电池串联数 = 系统工作电压 / 蓄电池标称电压
蓄电池并联数 = 蓄电池总容量 / 蓄电池标称容量

蓄电池容量的计算方法

蓄电池容量 = 负载日平均用电量(Ah) × 连续阴雨天数 / 最大放电深度

以峰值日照时数为依据的简易计算

组件功率 = (用电器功率 × 用电时间 / 当地峰值日照时数) × 损耗系数
损耗系数：取1.6～2.0根据当地污染程度、线路长短、安装角度等
蓄电池容量 = (用电器功率 × 用电时间 / 系统电压) × 连续阴雨天数 × 系统安全系数
系统安全系数：取1.6～2.0，根据蓄电池放电深度、冬季温度、逆变器转换效率等

以峰值日照时数为依据的多路负载计算

组件电流 = 负载日耗电量(Wh) / 系统直流电压(V) × 峰值日照时数(h) × 系统效率系数
系统效率系数：含蓄电池充电效率0.9，逆变器转换效率0.85，组件功率衰减+线路损耗+尘埃等0.9，具体根据实际情况进行调整。
组件总功率 = 组件发电电流 × 系统直流电压 × 系数1.43
系数1.43：组件峰值工作电压与系统工作电压的比值。
蓄电池组容量 = 【负载日耗电量Wh / 系统直流电压V】 × 【连续阴雨天数 / 逆变器效率 × 蓄电池放电深度】
逆变器效率：根据设备选型约80%～93%之间;
蓄电池放电深度：根据其性能参数和可靠性要求等，在50%～75%之间选择。

以年辐射总量为依据的计算方式

组件(方阵) = K × (用电器工作电压 × 用电器工作电流 × 用电时间) / 当地年辐射总量
有人维护+一般使用时，K取230;无人维护+可靠使用时，K取251;无人维护+环境恶劣+要求非常可靠时，K取276。

年辐射总量和斜面修正系数为依据的计算

方阵功率 = 系数5618 × 安全系数 × 负载总用电量 / 斜面修正系数 × 水平面年平均辐射量
系数5618:根据充放电效率系数、组件衰减系数等;
安全系数：根据使用环境、有无备用电源、是否有人值守等，取1.1～1.3。
蓄电池容量 = 10 × 负载总用电量 / 系统工作电压;10为无日照系数(对于连续阴雨不超过5天的均适用)。

光伏方阵发电量的计算方法

年发电量(kWh) = 当地年总辐射能(KWH/㎡) × 光伏方阵面积(㎡) × 组件转换效率 × 修正系数
P = H·A·η·K
修正系数K = K1·K2·K3·K4·K5
K1组件长期运行的衰减系数，取0.8;
K2灰尘遮挡组件及温度升高造成组件功率下降修正，取0.82;
K3为线路修正，取0.95;
K4为逆变器效率，取0.85或根据厂家数据;
K5为光伏方阵朝向及倾斜角修正系数，取0.9左右。

光伏组件方阵面积的计算方法

光伏组件方阵面积 = 年耗电量 / 当地年总辐射能 × 组件转换效率 × 修正系数
A = P / H·η·K

太阳能辐射能量的转换计算方法

1卡(cal) = 4.1868焦(J) = 1.16278毫瓦时(mWh)
1千瓦时(kWh) = 3.6兆焦(MJ)
1千瓦时/㎡(KWh/㎡) = 3.6兆焦/㎡(MJ/㎡) = 0.36千焦/厘米(KJ/cm)
100毫瓦时/厘米(mWh/cm) = 85.98卡/厘米(cal/cm)
1兆焦/米(MJ/m) = 23.889卡/厘米(cal/cm) = 27.8毫瓦时/厘米(mWh/cm)
当辐射量的单位为卡/厘米：年峰值日照时数 = 辐射量 × 0.0116(换算系数)
当辐射量的单位为兆焦/米：年峰值日照时数 = 辐射量 ÷ 3.6(换算系数)
当辐射量单位为千瓦时/米：峰值日照小时数 = 辐射量 ÷ 365天
当辐射量的单位为千焦/厘米：峰值日照小时数 = 辐射量 ÷ 0.36(换算系数)