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太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的組成和原理

作者: | 發(fā)布日期: 2012 年 11 月 22 日 0:00 | 分類: 行業(yè)知識(shí)

太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)由以下三部分組成:太陽(yáng)電池組件;充、放電控制器、逆變器、測(cè)試儀表和電腦監(jiān)控等電力電子設(shè)備和蓄電池或其它蓄能和輔助發(fā)電設(shè)備。

太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)具有以下的特點(diǎn):

- 沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件,不產(chǎn)生噪音;

- 沒有空氣污染、不排放廢水;

- 沒有燃燒過程,不需要燃料;

- 維修保養(yǎng)簡(jiǎn)單,維護(hù)費(fèi)用低;

- 運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性好;

- 作為關(guān)鍵部件的太陽(yáng)電池使用壽命長(zhǎng),晶體矽太陽(yáng)電池壽命可達(dá)到25年以上;

根據(jù)需要很容易擴(kuò)大發(fā)電規(guī)模。

光伏系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛,光伏系統(tǒng)應(yīng)用的基本形式可分為兩大類:獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。應(yīng)用主要領(lǐng)域主要在太空航空器、通信系統(tǒng)、微波中繼站、電視差轉(zhuǎn)臺(tái)、光伏水泵和無電缺電地區(qū)戶用供電。隨著技術(shù)發(fā)展和世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要,發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開始有計(jì)劃地推廣城市光伏并網(wǎng)發(fā)電,主要是建設(shè)戶用屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)和MW級(jí)集中型大型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)等,同時(shí)在交通工具和城市照明等方面大力推廣太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的應(yīng)用。

太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)由以下三部分組成:太陽(yáng)電池組件;充、放電控制器、逆變器、測(cè)試儀表和電腦監(jiān)控等電力電子設(shè)備和蓄電池或其它蓄能和輔助發(fā)電設(shè)備。

太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)具有以下的特點(diǎn):

- 沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件,不產(chǎn)生噪音;

- 沒有空氣污染、不排放廢水;

- 沒有燃燒過程,不需要燃料;

- 維修保養(yǎng)簡(jiǎn)單,維護(hù)費(fèi)用低;

- 運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性好;

- 作為關(guān)鍵部件的太陽(yáng)電池使用壽命長(zhǎng),晶體矽太陽(yáng)電池壽命可達(dá)到25年以上;

根據(jù)需要很容易擴(kuò)大發(fā)電規(guī)模。

光伏系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛,光伏系統(tǒng)應(yīng)用的基本形式可分為兩大類:獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。應(yīng)用主要領(lǐng)域主要在太空航空器、通信系統(tǒng)、微波中繼站、電視差轉(zhuǎn)臺(tái)、光伏水泵和無電缺電地區(qū)戶用供電。隨著技術(shù)發(fā)展和世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要,發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開始有計(jì)劃地推廣城市光伏并網(wǎng)發(fā)電,主要是建設(shè)戶用屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)和MW級(jí)集中型大型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)等,同時(shí)在交通工具和城市照明等方面大力推廣太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的應(yīng)用。

光伏系統(tǒng)的規(guī)模和應(yīng)用形式各異,如系統(tǒng)規(guī)??缍群艽?,小到0.3~2W的太陽(yáng)能庭院燈,大到MW級(jí)的太陽(yáng)能光伏電站,如3.75kWp家用型屋頂發(fā)電設(shè)備、敦煌10MW 專案。其應(yīng)用形式也多種多樣,在家用、交通、通信、空間應(yīng)用等諸多領(lǐng)域都能得到廣泛的應(yīng)用。盡管光伏系統(tǒng)規(guī)模大小不一,但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。圖4-1是一個(gè)典型的供應(yīng)直流負(fù)載的光伏系統(tǒng)示意圖。其中包含了光伏系統(tǒng)中的幾個(gè)主要部件:

光伏組件方陣:由太陽(yáng)電池元件(也稱光伏電池組件)按照系統(tǒng)需求串、并聯(lián)而成,在太陽(yáng)光照射下將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能輸出,它是太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的核心部件。

蓄電池:將太陽(yáng)電池元件產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存起來,當(dāng)光照不足或晚上、或者負(fù)載需求大于太陽(yáng)電池元件所發(fā)的電量時(shí),將儲(chǔ)存的電能釋放以滿足負(fù)載的能量需求,它是太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的儲(chǔ)能部件。目前太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)常用的是鉛酸蓄電池,對(duì)于較高要求的系統(tǒng),通常采用深放電閥控式密封鉛酸蓄電池、深放電吸液式鉛酸蓄電池等。

控制器:它對(duì)蓄電池的充、放電條件加以規(guī)定和控制,并按照負(fù)載的電源需求控制太陽(yáng)電池元件和蓄電池對(duì)負(fù)載的電能輸出,是整個(gè)系統(tǒng)的核心控制部分。隨著太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,控制器的功能越來越強(qiáng)大,有將傳統(tǒng)的控制部分、逆變器以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成的趨勢(shì),如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三種功能。

逆變器:在太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)中,如果含有交流負(fù)載,那么就要使用逆變器設(shè)備,將太陽(yáng)電池元件產(chǎn)生的直流電或者蓄電池釋放的直流電轉(zhuǎn)化為負(fù)載需要的交流電。

太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)的基本工作原理就是在太陽(yáng)光的照射下,將太陽(yáng)電池元件產(chǎn)生的電能通過控制器的控制給蓄電池充電或者在滿足負(fù)載需求的情況下直接給負(fù)載供電,如果日照不足或者在夜間則由蓄電池在控制器的控制下給直流負(fù)載供電,對(duì)于含有交流負(fù)載的光伏系統(tǒng)而言,還需要增加逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電。光伏系統(tǒng)的應(yīng)用具有多種形式,但是其基本原理大同小異。對(duì)于其他類型的光伏系統(tǒng)只是在控制機(jī)理和系統(tǒng)部件上根據(jù)實(shí)際的需要有所不同,下面將對(duì)不同類型的光伏系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)地描述。

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