太阳能发电系统设计 101 （ 电压 ）

太阳能发电系统设计基础（电压篇）

电压，是理解基本电学的三个基本测量单位之一，也与太阳能发电系统设计有关。
另外两个重要单位是安培和瓦特。
咱们简单说说电压。

可以把电压想象成压力。
当你打开水龙头或者水管时，水之所以会流出来，是因为水处于压力之下。
电压是电学压力的基本测量单位。
（更详细的技术定义可查看维基百科）

一、太阳能电池板的电压
光伏太阳能电池板有多种电压规格。
一个典型的太阳能电池板实际上是由多个较小的单个太阳能电池组成的阵列，这些电池在内部（串联）连接在一起。
它们内部的连接方式不同，在输出端就会提供特定的“电压”（当然是在电池板完全被阳光照射的情况下）。

而且，太阳能电池板及其电压规格是在多种条件下评定的。
比如我自己的太阳能电池板的电压规格如下：
开路电压（Voc）为45.6伏；
最大功率点电压（Vmpp）为36.5伏。

太阳能电池板的电压额定值很重要。
你可以将它们串联组合起来，从而增加总电压。
这有助于减小回流到房屋的电缆线径（电压越高 - 电流越小）。
但你也需要将其与太阳能充电器的输入额定值正确匹配。
电压过高会损坏充电器，电压过低则会降低效率。
例如，我自己的太阳能系统使用了若干组三个电池板的组合，每组三个电池板串联。
这样每组向充电器回流的最大开路电压接近137伏。
此外，当环境温度非常低时（太阳能电池板在低温环境下性能更好），开路电压还会升高。
我所在的地方最低温度能达到 - 30华氏度（约 - 34.4摄氏度），我就得考虑这个因素。
根据相关公式计算，在这种情况下开路电压能达到162伏。
所以我确保购买的充电器至少能承受这个电压（它额定可承受200伏）。

二、电池的电压
电池也有电压额定值。
它们通常也是由多个单个内部“电池单元”组合起来输出特定的标准电压。
在太阳能系统储能电池组中常用的一种典型的传统重型深循环电池可能是12伏的深循环铅酸电池。
这种电池的电压和普通汽车电池相同（不过深循环电池的设计和汽车电池略有不同）。
实际上，这种类型的全充电“12伏”电池更接近12.8伏。
还有一些额定电压为6伏的重型深循环电池，有时也会用于太阳能发电系统的电池组。
我最初的系统使用了一些Trojan品牌的6伏铅酸电池，我将它们串联起来得到48伏电压。

我现在的储能电池组使用了（24个）Trojan品牌的12伏AGM电池，将它们连接起来构成了48伏的系统。

电池本身可以通过串联（连接方式）得到更高的电压，或者通过并联（连接方式）得到更低的电压，每种方式都有各自的优缺点。
（可阅读：《为你的电池组选择合适的电缆线径》）

三、太阳能电池板系统的电压
通常，48伏系统更受青睐。
它一般比24伏或者12伏系统更高效，而且能使电缆线径更小。
48伏的逆变器在将电池组的直流电转换为家庭用电的交流电方面非常常见。

四、电压测量
电压测量（也就是“伏特”这个数值）需要有参考的两个点或者源。
对于直流（DC）测量来说，通常是正极（+）和负极（ - ）。
测量水压（磅每平方英寸）时，数值通常以“零”为参考。
而测量电学电压时，数值是参照电路中的某个点（可以是零，也可以是其他值，但通常是零）。
在测量电池电压和太阳能电池板电压时，我们是测量两个位置之间的电压，通常是正负极（红黑两色线之间）。
负极或者“黑色”的端子通常是“零”电位或者参考点。
而且，在测量电池和太阳能电池板时，我们进行的是“直流”（DC）测量（相对于“交流”（AC）而言）。
不深入技术细节的话，“直流”（DC）指的是当我们谈论太阳能电池板、电池系统、太阳能充电器以及逆变器系统（将直流转换为交流）时典型的电路类型。
“交流”（AC）是我们家庭中使用的电。

要测量伏特，你需要一个电压表。
市面上有很多这样的电压表可供选择。
“福禄克”一直是个知名品牌。
当处理太阳能电池板电气系统时，万用表是绝对必不可少的工具。

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电压就如同压力，就是这么简单。
（可阅读：《太阳能发电系统设计基础（安培和安时AH）》）

引用：https://modernsurvivalblog.com/alternative-energy/solar-power-system-design-101-volts/
原文: https://s3.tttl.online/blog/1736083487/