太阳能发电相关计算公式及应用解析
一、基础发电量计算公式
发电量核心公式
L=Q×S×η1×η
L = Q \times S \times \eta_1 \times \eta
L=Q×S×η1×η
变量含义：
$ L $：发电量（kWh）；$ Q $：太阳辐射总量（kWh/m²）；$ S $：光伏板面积（m²）；$ \eta_1 $：光伏板转换效率（通常15%-25%）；$ \eta $：系统总效率（含逆变器损耗、线路损耗等，通常75%-85%）。
应用场景：用于估算光伏系统年/日发电量。例如，100㎡光伏板（15kW装机）在日辐射5kWh/m²时，日发电量约75kWh。
国标快速计算法
Epv=Bp⋅Kp⋅Ap
E_{pv} = B_p \cdot K_p \cdot A_p
Epv=Bp⋅Kp⋅Ap
变量含义：
$ B_p $：水平面单位面积年预测发电量（kWh/m²·年）；$ K_p $：倾角/方位角修正系数；$ A_p $：光伏板净面积（m²）。
应用场景：建筑光伏系统快速估算，例如北京市地方标准中用于公共建筑发电量计算。
峰值日照时数法
年发电量=装机容量×峰值日照小时数×系统效率
\text{年发电量} = \text{装机容量} \times \text{峰值日照小时数} \times \text{系统效率}
年发电量=装机容量×峰值日照小时数×系统效率
变量示例：北京峰值日照时数4小时，10kW系统年发电量约1.15万度（10kW×4h×365×0.8）。
二、系统设计与效率修正公式
光伏方阵面积计算
面积=年耗电量当地年总辐射能×η1×K
\text{面积} = \frac{\text{年耗电量}}{\text{当地年总辐射能} \times \eta_1 \times K}
面积=当地年总辐射能×η1×K年耗电量
修正系数：$ K $包含温度、阴影、灰尘等因素（通常0.7-0.9）。应用场景：根据负载需求反向设计光伏板面积。
组件输出功率计算
Pout=Voc×Isc×FF
P_{\text{out}} = V_{\text{oc}} \times I_{\text{sc}} \times FF
Pout=Voc×Isc×FF
变量含义：
$ V_{\text{oc}} $：开路电压；$ I_{\text{sc}} $：短路电流；$ FF $：填充因子（反映电池质量）。
物理意义：实验室条件下测试组件最大功率。
倾角与方位角优化
倾角公式：纬度≤25°时倾角=纬度；纬度>40°时倾角=纬度+7°。应用场景：最大化光能捕获，如高纬度地区需增大倾角。
三、实际效率修正模型
综合效率系数
K=η组件×η逆变器×η线路×η温度×η遮挡
K = \eta_{\text{组件}} \times \eta_{\text{逆变器}} \times \eta_{\text{线路}} \times \eta_{\text{温度}} \times \eta_{\text{遮挡}}
K=η组件×η逆变器×η线路×η温度×η遮挡
典型值：0.75-0.85，需根据灰尘覆盖（修正系数0.9）、温度（每升1℃效率降0.4%）等动态调整。
新能源电池储能相关计算公式及应用解析
一、基础储电量与续航计算
电池储电量
E储=V×C1000(kWh)
E_{\text{储}} = \frac{V \times C}{1000} \quad (\text{kWh})
E储=1000V×C(kWh)
变量示例：48V20Ah电池储电量=0.96kWh。应用场景：电动车/储能系统容量标定。
充电实际耗电量
E充=V×Cη充电器
E_{\text{充}} = \frac{V \times C}{\eta_{\text{充电器}}}
E充=η充电器V×C
典型充电效率：80%-90%，例如48V20Ah电池充满需1.2kWh（0.96kWh/0.8）。
续航里程
D=V×C×vP电机
D = \frac{V \times C \times v}{P_{\text{电机}}}
D=P电机V×C×v
示例：60V32Ah电池，时速25km/h，电机功率800W，续航≈60×32×25/800=60km。
二、储能系统容量设计
负载需求公式
C电池=P负载×T使用η系统×DOD
C_{\text{电池}} = \frac{P_{\text{负载}} \times T_{\text{使用}}}{\eta_{\text{系统}} \times DOD}
C电池=η系统×DODP负载×T使用
变量含义：
$ DOD $：放电深度（铅酸电池建议≤50%）；$ \eta_{\text{系统}} $：充放电综合效率（铅酸约70%，锂电85%）。
应用场景：家庭储能系统设计，例如10kW负载需运行4小时，需容量≈57kWh（10×4/0.85×0.8）。
电网级储能容量配置
C储能=P新能源×R×T
C_{\text{储能}} = P_{\text{新能源}} \times R \times T
C储能=P新能源×R×T
典型参数：
$ R $：配储比例（5%-20%）；$ T $：持续时间（1-2小时）。
示例：100MW光伏电站配储20MW/40MWh（20%功率×2小时）。
三、动态能量管理
储电量实时计算（国标公式）
SBS(t)=SBS(t−1)+Δt⋅ηCPC(t)−ΔtηDPD(t)
S_{BS}(t) = S_{BS}(t-1) + \Delta t \cdot \eta_C P_C(t) - \frac{\Delta t}{\eta_D} P_D(t)
SBS(t)=SBS(t−1)+Δt⋅ηCPC(t)−ηDΔtPD(t)
物理意义：跟踪电池充放电状态，用于虚拟电厂调度。
循环寿命修正
容量衰减模型：锂电池年衰减2%-3%，设计时需预留5%-10%冗余。
总结与对比
类别核心公式关键修正因素典型应用场景光伏发电$ L=Q \times S \times \eta_1 \times \eta $温度、灰尘、阴影、逆变器效率电站规划、建筑一体化设计电池储能$ C_{\text{电池}} = \frac{P \times T}{\eta \times DOD} $放电深度、循环寿命、环境温度家庭储能、电动车续航、电网调峰通过上述公式，用户可系统性评估光储系统的发电潜力、储能需求及经济性。实际应用中需结合气象数据、设备参数和运维策略动态调整，以实现最优能效。