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太阳能发电系统
来源:www.ynmsykj.com 发表时间:2019-12-21

一、系统分类

太阳能发电系统分为离网发电系统、并网发电系统及分布式发电系统:

1、离网发电系统主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成,如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。

2、并网发电系统就是太阳能组件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公共电网。并网发电系统有集中式大型并网电站一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大,还没有太大发展。而分散式小型并网发电系统,特别是光伏建筑一体化发电系统,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网发电的主流。

3、分布式发电系统,又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。

二、相关组成

1、太阳能电池板

分类

晶体硅电池板:多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池。

非晶硅电池板:薄膜太阳能电池、有机太阳能电池。

化学染料电池板:染料敏化太阳能电池。

(1)单晶硅太阳能电池

单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,最高的达到24%,这是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,以致于它还不能被普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命一般可达15年,最高可达25年。

(2)多晶硅太阳能电池

多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约12%左右 (2004年7月1日日本夏普上市效率为14.8%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。 从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲,单晶硅太阳能电池还略好。

2、太阳能控制器

太阳能控制器是由专用处理器CPU、电子元器件、显示器、开关功率管等组成。

太阳能控制器主要特点:

使用了单片机和专用软件,实现了智能控制;利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。放电终止电压是由放电率曲线修正的控制点,消除了单纯的电压控制过放的不准确性,符合蓄电池固有的特性,即不同的放电率具有不同的终止电压;具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制;以上保护均不损坏任何部件,不烧保险等特点。

3、蓄电池

蓄电池的作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。太阳能蓄电池是‘蓄电池’在太阳能光伏发电中的应用,采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池,胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。 国内被广泛使用的太阳能蓄电池主要是:铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池,这两类蓄电池,因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点,很适合用于性能可靠的太阳能电源系统,特别是无人值守的工作站。

4、逆变器

为能向220VAC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。

三、设计因素

太阳能发电系统的设计需要考虑的因素:1、太阳能发电系统在哪里使用?该地日光辐射情况如何?

2、 系统的负载功率多大?

3、 系统的输出电压是多少,直流还是交流?

4、 系统每天需要工作多少小时?

5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气,系统需连续供电多少天?

6、 负载的情况,纯电阻性、电容性还是电感性,启动电流多大?

四、太阳能使用

太阳能的使用主要分为几个方面:家庭用小型太阳能电站、大型并网电站、建筑一体化光伏玻璃幕墙、宇翔太阳能路灯、风光互补路灯、风光互补供电系统等,主要的应用方式为建筑一体化和风光互补系统。

优点

1、太阳能取之不尽,用之不竭,地球表面接受的太阳辐射能,能够满足全球能源需求的1万倍。只要在全球4%沙漠上安装太阳能光伏系统,所发电力就可以满足全球的需要。太阳能发电安全可靠,不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击;

2、太阳能随处可处,可就近供电,不必长距离输送,避免了长距离输电线路的损失;

3、太阳能不用燃料,运行成本很低;

4、太阳能发电没有运动部件,不易用损坏,维护简单,特别适合于无人值守情况下使用;

5、太阳能发电不会产生任何废弃物,没有污染、噪声等公害,对环境无不良影响,是理想的清洁能源;

6、太阳能发电系统建设周期短,方便灵活,而且可以根据负荷的增减,任意添加或减少太阳能方阵容量,避免浪费。

缺点

1、地面应用时有间歇性和随机性,发电量与气候条件有关,在晚上或阴雨天就不能或很少发电;

2、能量密度较低,标准条件下,地面上接收到的太阳辐射强度为1000W/M^2。大规格使用时,需要占用较大面积;

3、价格仍比较贵,为常规发电的3~15倍,初始投资高。

五、特点

1、太阳能取之不尽,用之不竭。据估算,一年之中投射到地球的太阳能,其能量相当于137万亿吨标准煤所产生的热量,大约为全球一年内利用各种能源所产生能量的两万倍。

2、太阳能在转换过程中不会产生危及环境的污染。

3、太阳能资源遍及全球,可以分散地、区域性地开采。我国约有2/3的地区可以较好利用太阳能资源。

4、光伏发电是间歇性的,有阳光时才发电,且发电量与阳光的强弱成正比关系。

5、光伏发电是静态运行,没有运动部件,寿命长,无需或极少需要维护


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