并网光伏发电系统.PPT

第8章 太阳能光伏发电系统 8.1 太阳能光伏发电系统原理及组成 8.2 太阳能光伏发电系统的设计 8.3 光伏发电系统运行方式的优势 8.4 太阳能并网系统的安装 8.5 太阳能光伏发电系统应用实例 8.1 太阳能光伏发电系统原理及组成 一、光伏系统的工作原理 白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用。 二、光伏系统的组成 光伏系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜等设备组成。 其各部分设备的作用是：（1）太阳能电池方阵：在有光照（无论是太阳光，还是其它发光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏打效应”。在光生伏打效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。（2）蓄电池组：其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：a.自放电率低；b.使用寿命长；c.深放电能力强；d.充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价格低廉。目前我国与太阳能发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。配套200Ah以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封式免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为2VDC；配套200Ah以下的铅酸蓄电池，一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为12VDC。（3）充放电控制器：是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。 （4）逆变器：是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。变器保护功能：a、过载保护；b、短路保护；c、接反保护；d、欠压保护；e、过压保护；f、过热保护。 ⑸交流配电柜：其在电站系统的主要作用是对备用逆变器的切换功能，保证系统的正常供电，同时还有对线路电能的计量。 三、光伏发电系统的分类 光伏发电系统可根据不同的标准进行分类。 (1)按是否接入市电电网来分有以下两种类型：一是并网光伏系统，二是离网(独立)光伏系统。 (2)按安装位置的不同来分有以下三种类型：一是地面光伏系统，二是屋顶光伏系统，三是光伏建筑一体化光伏系统。 (3)按是否设置蓄电池等储能装置来分有以下两种类型：一是带有储能装置系统，二是不带储能装置系统。 (4)按采用光伏组件的形态不同来分有以下三种类型：一是建材型光伏系统，二是建筑构件型光伏系统，三是安装型光伏系统。 (5)按采用光伏组件的类型不同可分为平板式光伏系统和聚光式光伏系统。 (6)按装机容量来分有以下三种类型：一是小型系统，装机容量不大于50kwp；二是中型系统，装机容量在50～l000kwp之间；三是大型系统，装机容量不小于1000kwp。 (7)按跟踪方式的不同可分为固定式光伏系统、单轴追日式光伏系统和双轴追日式光伏丢统。 光伏发电系统的类型一般按照比较普遍的方法，还是按并网光伏发电系统、离网光伏发电系统来分类，或按照地面光伏系统、屋顶光伏系统、光伏建筑一体化光伏系统来分类。 离网(独立)光伏发电系统是指在内部封闭电路内消耗光伏电力，不与电网连接的发电方式。这是一种常见的太阳能应用方式，典型特征为需要蓄电池来存储。整个系统比较简单，而且适应性广，其核心配电装置为控制器，用来管理蓄电池的充电与放电。蓄电系统的容量大小取决于光伏组件的装机容量和用户用电情况，一般要求蓄电系统的有效储能量能够满足连续三个阴雨天的用电量。 离网(独立)光伏发电系统的缺点：蓄电池的使用寿命远远小于光伏组