光伏发电系统的组成
太阳能光伏发电系统的组成与应用
太阳能发电系统是利用太阳能电池方阵将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。它由太阳能电池方阵、控制器、直流/交流逆变器、光伏发电系统附属设施(直流配电系统、交流配电系统、运行监控和监测系统、防雷和接地系统)等部分组成。
太阳能光伏发电系统的组成与应用
01

硅太阳能电池种类

目前世界上有三种已商品化的硅太阳能电池: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。

太阳能光伏发电系统的组成与应用

单晶硅太阳能电池的光电转换效率较高,为13%—15%,但其使用成本较昂贵;多晶硅太阳能电池光电转换效率为11%—13%,是目前广泛应用的形式;非晶硅太阳能电池属于薄膜电池,造价低廉,但其光电转换效率比较低,稳定性不如晶硅太阳能电池,目前多用于弱光性电源,如手表、计算器等。

02

太阳能电池组件

一个太阳能电池只能产生大约0.5V电压,远低于实际应用所需要的电压。

太阳能光伏发电系统的组成与应用

为了满足实际应用的需要,要把太阳能电池连接成组件,一个组件上,一般太阳能电池的标准数量是36片。

通过导线连接的太阳能电池被密封成的物理单元被称为光伏电池组件,具有一定的防腐、防风、防雨能力,这种组件的前面是玻璃板,背面是一层合金薄片,太阳能电池也是被镶嵌在一层聚合物中。

这种太阳能组件中,电池与接线盒之间可直接用导线连接,其潜在的质量问题就是边沿的密封以及组件背面的接线盒。

件将会严重发热,这就是“热斑效应”。

为了防止电池组件由于热斑效应被破坏,需要在电池组件的正负极间并联旁通二极管,避免光照组件所产生的的能量被遮蔽的组件所消耗。

03

直流/交流逆变器

逆变器是将直流电变换成交流电的设备,由于太阳能电池发出的是直流电,而最终光伏发电系统需要接入交流负载,这时逆变器是不可或缺的设备。
太阳能光伏发电系统的组成与应用
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发电系统,为独立的负载供电。
并网逆变器用于并网运行的光伏发电系统,将发出的电能馈入电网运行。
并网逆变器把光伏阵列产生的直流电转化为和电网同相的交流电能,当电网故障时,逆变器要停止工作,并且使逆变器负载断开,防止“孤岛效应”。
太阳能光伏发电系统的组成与应用
04

光伏箱式变压器

在光伏发电系统并网前,根据并网干线的电压选择合适的升压变压器,将逆变器输出的400V交流电升压到并网需要的10kV、35kV或110kV等电压等级,满足并网的条件。太阳能光伏发电系统的组成与应用

并网光伏发电系统的应用
太阳能光伏发电系统的组成与应用
01

有逆流并网光伏发电系统

太阳能光伏系统发出的电能充裕时,向电网输送电能,俗称“卖电”;当太阳能光伏系 统发出的电能不足时,从电网吸收电能,俗称“买电”。

02

无逆流并网光伏发电系统

太阳能光伏发电系统发电充裕时不向公共电网供电,但当太阳能光伏系统供电不足时, 由公共电网向负载供电。

03

有储能装置的并网光伏发电系统

在太阳能光伏发电系统中,有控制器和蓄电池部分,蓄电池可实现对光伏组件输出的一部分直流电储存起来,提高供电可靠性;控制器是实现对蓄电池过放电、过充电、负载过流和反充电加以限制,具有对蓄电池充放电管理和最优充电控制功能。

结论
太阳能光伏发电系统的组成与应用

我国太阳能资源非常丰富,太阳能发电产业的应用空间也非常广阔,在光照资源丰富的西北地区,如果利用戈壁滩安装并网太阳能发电系统可提供非常可观的发电量

在有些边远地区或海岛上,未架设国家电网,可安装独立的光伏发电系统,无需架设输电线路,且周期短,综合成本低,能有效解决边远地区用电难的问题。

由于我国是一个能源消耗大国,并且人口分布不均,因此发展太阳能光伏发电系统对于我国的可持续发展、保持能源供给的独立性和安全性,以及人口分散地区居民用电具有重要意义。

来源:浅谈太阳能光伏发电系统的组成与应用

END

原文始发于微信公众号(光伏产业通):太阳能光伏发电系统的组成与应用

作者 li, meiyong