导语:太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源,我们可以充分利用其光电效应开发各种各样的太阳能光伏电池,电池经过串并联且封装之后得到组件,多个组件形成太阳能电池方阵,然后再联合逆变器、控制器等装置,最终形成一个完整的太阳能光伏发电系统。随着科技技术的不断发展和传统能源的日益减少,太阳能光伏发电在未来能源结构中将占据重要地位。 |
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二.光伏系统的分类
一般我们将光伏系统分为独立系统、并网系统和混合系统。 |
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独立系统 |
并网系统 混合系统 |
三种光伏系统的比较 |
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如果根据太阳能光伏系统的应用形式,应用规模和负载的类型,对光伏供电系统进行比较细致的划分。还可以将光伏系统细分为如下几种类型:小型太阳能供电系统(Small DC);简单直流系统(Simple DC);大型太阳能发电系统(Large DC);交流、直流供电系统(AC/DC);并网系统(Utility Grid Connect);混合供电系统(Hybrid);并网混合系统。下面就每种系统的工作原理和特点进行说明。 |
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1.小型太阳能供电系统(Small DC) 该系统的特点是系统中只有直流负载而且负载功率比较小,整个系统结构简单,操作简便。其主要用途是一般的家庭户用系统,各种民用的直流产品以及相关的娱乐设备。如在我国西部地区就大面积推广使用了这种类型的光伏系统,负载为直流灯,用来解决无电地区的家庭照明问题。 |
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2.简单直流系统(Simple DC) 该系统的特点是系统中的负载为直流负载而且对负载的使用时间没有特别的要求,负载主要是在白天使用,所以系统中没有使用蓄电池,也不需要使用控 制器,系统结构简单,直接使用光伏组件给负载供电,省去了能量在蓄电池中的储存和释放过程,以及控制器中的能量损失,提高了能量利用效率。其常用于PV水 泵系统、一些白天临时设备用电和一些旅游设施中。下图显示的就是一个简单直流的PV水泵系统。这种系统在发展中国家的无纯净自来水供饮的地区得到了广泛的 应用,产生了良好的社会效益。 |
3.大型太阳能供电系统(Large DC) |
4.交流、直流供电系统(AC/DC)
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5.并网系统(Utility Grid Connect)
此种系统最大的特点就是光伏阵列产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入市电网络,并网系统中PV方阵 所产生电力除了供给交流负载外,多余的电力反馈给电网。这种系统通常能够并行使用 市电和太阳能光伏组件阵列作为本地交流负载的电源。降低了整个系统的负载缺电率。而且并网PV系统可以对公用电网起到调峰作用。但是,并网光伏供电系统作 为一种分散式发电系统,对传统的集中供电系统的电网会产生一些不良的影响,如谐波污染,孤岛效应等。 |
6.混合供电系统(Hybrid) 这种太阳能光伏系统中除了使用太阳能光伏组件阵列之外,还使用了油机作为备用电源。使用混合供电系统的目的就是为了综合利用各种发电技术的优 点,避免各自的缺点。比方说,上述的几种独立光伏系统的优点是维护少,缺点是能量的输出依赖于天气,不稳定。综合使用柴油发电机和光伏阵列的混合供电系统 和单一能源的独立系统相比就可以提供不依赖于天气的能源,它的优点是: |
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7.并网混合供电系统(Hybrid) 随着太阳能光电子产业的发展,出现了可以综合利用太阳能光伏组件阵列,市电和备用油机的并网混合供电系统。这种系统通常是控制器和逆变器集成一 体化,使用电脑芯片全面控制整个系统的运行,综合利用各种能源达到最佳的工作状态,并还可以使用蓄电池进一步提高系统的负载供电保障率,例如AES的 SMD逆变器系统。该系统可以为本地负载提供合格的电源,并可以作为一个在线的UPS(不间断电源)工作。还可以向电网供电或者从电网获得电力。系统的工 作方式通常的是将市电和太阳能电源并行工作,对于本地负载而言,如果光伏组件产生的电能足够负载使用,它将直接使用光伏组件产生的电能供给负载的需求。如 果光伏组件产生的电能超过即时负载的需求还能将多余的电能返回到电网;如果光伏组件产生的电能不够用,则将自动启用市电,使用市电供给本地负载的需求,而 且,当本地负载的功率消耗小于SMD逆变器的额定市电容量的60%时,市电就会自动给蓄电池充电,保证蓄电池长期处于浮充状态;如果市电产生故障,即市电 停电或者是市电的品质不合格,系统就会自动的断开市电,转成独立工作模式,由蓄电池和逆变器提供负载所需的交流电能。一旦市电恢复正常,即电压和频率都恢 复到上述的正常状态以内,系统就会断开蓄电池,改为并网模式工作,由市电供电。有的并网混合供电系统中还可以将系统监控、控制和数据采集功能集成在控制芯 片中。这种系统的核心器件是控制器和逆变器。 |
三.并网前景
1.并网的意义 |
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。 |
2.并网的前景 |
研究人员认为,要破解太阳能"并网难的顽疾,首先要克服认识上的一大误区。"很多人认为并网是电力部门一家的事,实际上新能源和传统能源截然不同,怎样满足电网的安全稳定,也是需要太阳能企业考虑的。国家电网能源研究院副院长蒋莉萍说,在并网环节需要电网企业、制造企业,开发商(发电企业)形成一个共同取向。电力部门加强电网建设的同时,光伏行业亦需提高产品质量,制定出合理入网标准。专家们建议: |
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