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光伏系统的基本组成


 
 1、光伏系统基本上由四部分组成:1、太阳能电池组件;2、蓄电池组;3、蓄电池充放电控制器或称直流控制器;4、直流负载或交流负载。此外,如果负载是交流的,还要为交流负载配备交流逆变电源,可以将交流逆变电源连同交流负载共同视为一个直流负载子系统。

2、光伏系统工作原理(1)太阳能电池组件在阳光照射下会产生光伏电压和光生电流,是光伏系统的发电装置。它输出的是直流电,经充放电控制器整定后用来为蓄电池充电;充电的过程是储能的过程。(2)蓄电池是光伏系统的储能装置。白天,太阳能被光电池转化为电能,通过给蓄电池充电,电能又转化为化学能。到了晚上,太阳能电池停止发电和充电,蓄电池开始对负载放电,化学能又转化为电能供给光源工作。所以,一个完整的光伏系统在一昼夜间发生了一系列能量的转化:太阳辐射能→电能→电化学能→电能→电光照明。(3)智能化充放电控制器在光伏系统能量转化中起着极其重要的控制作用。这个控制器具有先进的充电控制、放电控制以及过充电保护、过放电保护、过载保护反接保护等一系列保护功能。光伏系统的性能好坏与控制器有着重大关系,可以说充放电控制器是光伏系统的心脏。目前光伏系统用充放电控制器都以单片机对充放电过程尤其是充电过程进行严密监控,大大提高了系统可靠性。

3、光伏系统的开发应用实例较大型的光伏系统目前已经得到了广泛的推广应用,比如在无电、缺电且太阳辐照度好的地区建造几十千瓦级的甚至更大装机容量的太阳能电站,这种独立运营的光伏电站称为“离网光伏系统”。但这不是发展的主流。发展的主流是什么?是大面积建设与市电并网的光伏系统。只有建造这样的光伏系统,太阳能发电技术和系统产品才能走入城市、走入乡村、走入小区、走入千家万户。最近,大型并网太阳能电站已纷纷建成,这说明政府官员的绿色环保节能意识在不断提升,伟大的太阳能光伏事业越来越受到政府的认可和支持。

中小型的光伏系统常常应用在屋顶。这就是著名的“光伏屋顶计划”,在我国,不久前,无锡尚德向上海和苏浙地区推出了“1000屋顶计划”,受到了国家政府有关部门以及中国太阳能协会的高度赞扬和大力支持。这是个好势头,预示着太阳能时代的到来。最近一两年,太阳能灯具就如雨后春笋,纷纷破土而出。太阳能灯具是小型的独立光伏系统,比较成熟的有用于功能照明的路灯,有用于夜景照明的庭院灯,此外还开发出装饰性很强的太阳能草坪灯。更小的堪称微型的光伏系统产品开发也有所创新,如太阳能应急灯,太阳能便携式电源、太阳能手机充电器等等,非常有诱惑力。并网系统要比离网系统安全可靠、不受天气的影响,白天为负载供电,多余的电能馈入市电网,如果遇上阴雨天,由市电为负载供电,避免了独立光伏系统受天气影响的弊端。对于独立运行的离网式光伏系统而言,连阴雨天是其软肋,即便将系统设计得再好,也无法避免连阴天造成的蓄电池缺电。

为了使阴雨天系统能够正常工作,连阴雨天常被设计成3~7天,假定设计成5个连阴天,所配备的蓄电池放电容量基本上是一天负载用电量的5倍,成本加大不算,实际上能不能避免阴天缺电呢?实践证明了不能。因为一个月内连续出现7~9个连阴天的情况是客观存在的。所以科学合理安全可靠的“光伏并网系统”应运而生。光伏并网系统彻底甩掉了庞大而且沉重的蓄电池包袱,也就免去了蓄电池场地占用,同时免去了蓄电池复杂的充放电管理制度,免去了充放电控制器环节,也免除了循环蓄电池寿命太短而造成的系统维护费用。所以说并网更加科学合理、经济实用。大力推广光伏并网发电,就是为推广绿色环保并可持续发展做贡献;大力推广光伏并网发电,就是为人类现在及未来明亮、洁净、健康的美好生活添砖铺瓦。

不论是推广者还是使用者,我们都一样的光荣,因为我们都在心甘情愿地承担着一份社会责任。并网系统要比离网系统安全可靠、不受天气的影响,白天为负载供电,多余的电能馈入市电网,如果遇上阴雨天,由市电为负载供电,避免了独立光伏系统受天气影响的弊端。对于独立运行的离网式光伏系统而言,连阴雨天是其软肋,即便将系统设计得再好,也无法避免连阴天造成的蓄电池缺电。通常,为了使阴雨天系统能够正常工作,连阴雨天常被设计成3~7天,假定设计成5个连阴天,所配备的蓄电池放电容量基本上是一天负载用电量的5倍,成本加大不算,实际上能不能避免阴天缺电呢?实践证明了不能。因为一个月内连续出现7~9个连阴天的情况是客观存在的。所以科学合理安全可靠的“光伏并网系统”应运而生。光伏并网系统彻底甩掉了庞大而且沉重的蓄电池包袱,也就免去了蓄电池场地占用,同时免去了蓄电池复杂的充放电管理制度,免去了充放电控制器环节,也免除了循环蓄电池寿命太短而造成的系统维护费用。所以说并网更加科学合理、经济实用。大力推广光伏并网发电,就是为推广绿色环保并可持续发展做贡献;大力推广光伏并网发电,就是为人类现在及未来明亮、洁净、健康的美好生活添砖

铺瓦。不论是推广者还是使用者,我们都一样的光荣,因为我们都在心甘情愿地承担着一份社会责任。在并网光伏系统中,太阳能电池组件是用来发电的装置,直流电生产出来,要变换成合乎市电规范的交流电,也既符合市电标准电压正弦波形和标准电流余弦波型,逆变的三相交流电每一相的正弦波和余弦波要与相对应的市电单相电同相位、同频率、同振幅此外ABC三相相位角互成120°,才可以将逆变的单相电或三相电并入市电网。光伏发电系统并网有两种方式,一种是单相并网,另一种是分组三相并网方式。

对于小型光伏电站,采用单相集中逆变方案比较简洁,所谓单相集中逆变就是将太阳能电池所生的各支路直流电全部汇并到直流电源母线上,然后集中输送给单台逆变电源输入端,逆变电源输出单相交流电,并入市电网。对于装机容量(20KW)较大的电站,建议采用分组三相并网方式。这样设计有三个优点,一是避免三相不平衡;二是一旦有一组(发电和逆变系统将平均分为ABC三个单相组)出现了故障不至于影响全局;三是系统直流母线电流大幅度降低,传输线上的电热损耗也会大大降低,线缆的载荷能力也不必要求过高,线径当然也就用不着设计得那么大,这对安装施工和降低安装成本都是有利的。不论是单相并网还是三相并网,用电负载都仍然接在市电网上,并网前后的不同是,市电网因有光伏电力的并入会出现调峰电压,这个调峰电压会使用户电度表逆转,电度表逆转读数当然会减少,由此就可冲减总的用电数量。如光伏发电一千瓦时,读数就减少1度电。用户最终只需付市电用电和光伏发电电量之间的差额费用即可。

 
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