20221021太陽能光伏發(fā)電基本介紹

太陽能光伏發(fā)電基本介紹一、系統(tǒng)簡介光伏發(fā)電系統(tǒng)(PVSystem)是將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng)，利用光生伏特效應(yīng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)分為獨(dú)立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。其中獨(dú)立太陽能系統(tǒng)是獨(dú)立運(yùn)行的、不需要依賴電網(wǎng)。配備了有儲(chǔ)能作用的蓄電池，可保證系統(tǒng)功率穩(wěn)定，能在光伏系統(tǒng)夜間不發(fā)電或陰雨天發(fā)電不足等情況下供給負(fù)載用電。不管何種形式，工作原理均為光伏組件將光能轉(zhuǎn)換成直流電，直流電在逆變器的作用下轉(zhuǎn)變成交流電，最終實(shí)現(xiàn)用電、上網(wǎng)功能。二、系統(tǒng)組成1、光伏組件光伏組件是整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)里的核心部分，由光伏組件片或由激光切割機(jī)機(jī)或鋼線切割機(jī)切割開的不同規(guī)格的光伏組件組合在一起構(gòu)成。由于單片光伏電池片的電流和電壓都很小，所以要先串聯(lián)獲得高電壓，再并聯(lián)獲得高電流，通過一個(gè)二極管(防止電流回輸)輸出，然后封裝在一個(gè)不銹鋼、鋁或其他非金屬邊框上，安裝好上面的玻璃及背面的背板、充入氮?dú)?、密封。把光伏組件串聯(lián)、并聯(lián)組合起來，就成了光伏組件方陣，也叫光伏陣列。工作原理：太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由p區(qū)流向n區(qū)，電子由n區(qū)流向p區(qū)，接通電路后就形成電流。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。組件類型：單晶硅：光電轉(zhuǎn)換率心18%，最高可達(dá)到24%，是所有光伏組件中轉(zhuǎn)換率最高的，一般采用鋼化玻璃及防水樹脂封裝，堅(jiān)固耐用，使用壽命一般可達(dá)25年。多晶硅：光電轉(zhuǎn)換率心14%,與單晶硅的制作工藝差不多，多晶硅的區(qū)別在于光電轉(zhuǎn)換率更低、價(jià)格更低、壽命更短，但多晶硅材料制造簡便、節(jié)約電耗，生產(chǎn)成本低，因此得到大力發(fā)展。非晶硅：光電轉(zhuǎn)換率心10%,與單晶硅和多晶硅的制作方法完全不同，是一種薄膜式太陽電池，工藝過程大大簡化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優(yōu)點(diǎn)是在弱光條件也能發(fā)電。2、控制器（離網(wǎng)系統(tǒng)使用）光伏控制器是能自動(dòng)防止蓄電池過充電和過放電的自動(dòng)控制設(shè)備。采用高速CPU微處理器和高精度A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是一個(gè)微機(jī)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測控制系統(tǒng)，既可快速實(shí)時(shí)采集光伏系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)，隨時(shí)獲得PV站的工作信息，又可詳細(xì)積累PV站的歷史數(shù)據(jù)，為評(píng)估PV系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性及檢驗(yàn)系統(tǒng)部件質(zhì)量的可靠性提供了準(zhǔn)確而充分的依據(jù)，還具有串行通信數(shù)據(jù)傳輸功能，可將多個(gè)光伏系統(tǒng)子站進(jìn)行集中管理和遠(yuǎn)距離控制。3、逆變器逆變器是一種將光伏發(fā)電產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電的裝置，光伏逆變器是光伏陣列系統(tǒng)中重要的系統(tǒng)平衡之一，可以配合一般交流供電的設(shè)備使用。太陽能逆變器有配合光伏陣列的特殊功能，例如最大功率點(diǎn)追蹤及孤島效應(yīng)保護(hù)的機(jī)能。太陽能逆變器分類①獨(dú)立逆變器：用在獨(dú)立系統(tǒng)，光伏陣列為電池充電，逆變器以電池的直流電壓為能量來源。許多獨(dú)立逆變器也整合了電池充電器，可以用交流電源為電池充電。一般這種逆變器不會(huì)接觸到電網(wǎng)，因此也不需要孤島效應(yīng)保護(hù)機(jī)能。②并網(wǎng)逆變器逆變器的輸出電壓可以回送到商用交流電源，因此輸出弦波需要和電源的相位、頻率及電壓相同。并網(wǎng)逆變器會(huì)有安全設(shè)計(jì)，若未連接到電源，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉輸出。若電網(wǎng)電源跳電，并網(wǎng)逆變器沒有備存供電的機(jī)能。4、蓄電池（并網(wǎng)系統(tǒng)不需要）蓄電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)存電的設(shè)備。目前采用的有鉛酸免維護(hù)蓄電池、普通鉛酸蓄電池，膠體蓄電池和堿性鎳鎘蓄電池四種，廣泛使用的有鉛酸免維護(hù)蓄電池和膠體蓄電池。工作原理白天太陽光照射到光伏組件上，產(chǎn)生直流電壓，把光能轉(zhuǎn)換為電能，再傳送給控制器，經(jīng)過控制器的過充保護(hù)，將光伏組件傳來的電輸送到蓄電池里進(jìn)行儲(chǔ)存，以供需要時(shí)使用。二、系統(tǒng)形式獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)（離網(wǎng)系統(tǒng)）集中并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)主要組成部分光伏陣列光伏控制器蓄電池組逆變器監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)載集中式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要組成部分光伏陣列并網(wǎng)逆變器公共電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要組成部分光伏陣列直流匯流箱直流配電柜并網(wǎng)逆變器交流配電柜負(fù)載公共電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立太陽能光伏發(fā)電是指太陽能光伏發(fā)電不與電網(wǎng)連接的發(fā)電方式，典型特征為需要用蓄電池來存儲(chǔ)夜晚用電的能量。獨(dú)立太陽能光伏發(fā)電在民用范圍內(nèi)主要用于邊遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村，如家庭系統(tǒng)、村級(jí)太陽能光伏電站;在工業(yè)范圍內(nèi)主要用于電訊、衛(wèi)星廣播電視、太陽能水泵，在具備風(fēng)力發(fā)電和小水電的地區(qū)還可以組成混合發(fā)電系統(tǒng)，如風(fēng)力發(fā)電/太陽能發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)等。并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電是指太陽能光伏發(fā)電連接到國家電網(wǎng)的發(fā)電的方式，成為電網(wǎng)的補(bǔ)充，典型特征為不需要蓄電池。民用太陽能光伏發(fā)電多以家庭為單位，商業(yè)用途主要為企業(yè)、政府大樓、公共設(shè)施、安全設(shè)施、夜景美化景觀照明系統(tǒng)等的供電，工業(yè)用途如太陽能

農(nóng)場。O北憂徒電杜農(nóng)場。O北憂徒電杜iO交X配昭氏o羥萌題網(wǎng)培一直衣達(dá)拡分布式太陽能光伏發(fā)電又稱分散式發(fā)電或分布式供能，是指在用戶現(xiàn)場或靠近用電現(xiàn)場配置較小的光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，以滿足特定用戶的需求，支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，或者同時(shí)滿足這兩個(gè)方面的要求。其運(yùn)行模式是在有太陽輻射的條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池組件陣列將太陽能轉(zhuǎn)換輸出的電能，經(jīng)過直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網(wǎng)逆變器逆變成交流電供給建筑自身負(fù)載，多余或不足的電力通過聯(lián)接公共電網(wǎng)來調(diào)節(jié)。!?電網(wǎng)!?電網(wǎng)*1并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)具體可以分為以下四類：有逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)太陽能光伏系統(tǒng)發(fā)出的電能充裕時(shí)，可將剩余電能饋入公共電網(wǎng)，向電網(wǎng)供電（賣電）；當(dāng)太陽能光伏系統(tǒng)提供的電力不足時(shí)，由電網(wǎng)向負(fù)載供電（買電）。由于向電網(wǎng)供電時(shí)與由電網(wǎng)供電的方向相反，所以這種系統(tǒng)被稱為有逆流光伏發(fā)電系統(tǒng)。無（防）逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)無（防）逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是指光伏系統(tǒng)即使發(fā)電充裕也不向公共電網(wǎng)供電，但當(dāng)太陽能光伏系統(tǒng)供電不足時(shí)，則由公共電網(wǎng)向負(fù)載供電。切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)所謂切換并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)際上是具有自動(dòng)運(yùn)行雙向切換的功能。一是當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)因多云、陰雨天及自身故障等導(dǎo)致發(fā)電量不足時(shí)，切換器能自動(dòng)切換到電網(wǎng)供電一側(cè)，由電網(wǎng)向負(fù)載供電；二是當(dāng)電網(wǎng)因?yàn)槟撤N原因突然停電時(shí)，光伏系統(tǒng)可以自動(dòng)切換使電網(wǎng)與光伏系統(tǒng)分離，成為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)。有些切換型光伏發(fā)電系統(tǒng)，還可以在需要時(shí)斷開為一般負(fù)載的供電，接通對(duì)應(yīng)急負(fù)載的供電。一般切換型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)都帶有儲(chǔ)能裝置。有儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)帶有儲(chǔ)能裝置的光伏系統(tǒng)主動(dòng)性較強(qiáng)，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)停電、限電及故障時(shí)，可獨(dú)立運(yùn)行，正常向負(fù)載供電。因此帶有儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)可以作為緊急通信電源、醫(yī)療設(shè)備、加油站、避難場所指示及照明等重要或應(yīng)急負(fù)載的供電系統(tǒng)。三、防逆流系統(tǒng)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，根據(jù)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)是否允許通過配電變壓器向主電網(wǎng)饋電，一般分為可逆流光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和防逆流光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。正常光伏系統(tǒng)：將光伏組件直流電轉(zhuǎn)變成交流電并入電網(wǎng);防逆流的光伏系統(tǒng)：通過實(shí)時(shí)監(jiān)測配電變壓器低壓側(cè)出口電壓、電流信號(hào)計(jì)算出輸入電網(wǎng)的功率或接入點(diǎn)靠近電網(wǎng)側(cè)的電能潮流方向，一旦發(fā)現(xiàn)逆變器向電網(wǎng)輸入能量，立即通過RS485通訊的方式控制逆變器降低輸出電流，減小光伏系統(tǒng)發(fā)電功率，從而達(dá)到光伏系統(tǒng)防逆流的功能。光伏發(fā)的電僅供給就地負(fù)載使用，防止光伏系統(tǒng)發(fā)出的電送入電網(wǎng)?！?2卩際▲Plnv:逆變器的輸出功率￡12卩際▲Plnv:逆變器的輸出功率;PLoad:負(fù)載功率；PGrid：余電上網(wǎng)功率防逆流的作用就是PGrid的值限制為0。PINV-PLoad<0l^l.ULbd臭靳軻I“k1、為什么要防逆流防逆流產(chǎn)品的應(yīng)用場景：☆因手續(xù)不全、產(chǎn)權(quán)等原因無法并網(wǎng)的項(xiàng)目;☆因無法申請(qǐng)并網(wǎng)或變壓器容量受到限制的項(xiàng)目;☆具備一定消納能力自發(fā)自用項(xiàng)目2、防逆流解決方案根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，目前有兩種防逆流方案，一是單機(jī)防逆流方案；二是多機(jī)防逆流方案。（1）單機(jī)單相防逆流系統(tǒng)★注意：使用智能電表情況下，當(dāng)電表與逆變器通訊斷開時(shí)，逆變器會(huì)按照設(shè)置的“防逆流失效后功率”限制此時(shí)允許到電網(wǎng)功率；

單機(jī)防逆流也可以采用配套的CT進(jìn)行防逆流設(shè)置，需要考慮通電邇捲憋忍I單機(jī)防逆流也可以采用配套的CT進(jìn)行防逆流設(shè)置，需要考慮通電邇捲憋忍I3IRGridInvffierScHarparifti訊線纜長度可否滿足防逆流點(diǎn)至逆變器的距離，不夠的情況下需要考慮延長。一般情況都建議直接采用電表進(jìn)行防逆流。a、按照電表100A最大電流計(jì)算，三相最大可接入a、按照電表100A最大電流計(jì)算，三相最大可接入69KW的負(fù)載,2)單機(jī)三相防逆流系統(tǒng)lianiiiiiiii SabirGrillInwrierPhfrWiMell*三悔紡礎(chǔ)疏III嶋但必須考慮電網(wǎng)入戶主線線纜線徑與電表孔徑壓接問題;(3)單機(jī)三相防逆流電表+CT互感器CT1薩f—CT1薩f—”ifrtj^0鼻Thrtw^irwMatt*CT的選擇要點(diǎn)：1） P負(fù)載WP光伏，以光伏逆變器的最大輸出電流來選擇CT;I光伏二N數(shù)量Xlmax/臺(tái)2） P負(fù)載〉P光伏，以負(fù)載最大電流來選型CT變比；I負(fù)載二P負(fù)載三380三1.7323） 目前最小的CT變比為250/5A,雖然定義為100kw以下功率段，但實(shí)際計(jì)算得到：Pmax=250*230*3=172.5KW理論上講如果光伏側(cè)或者負(fù)載側(cè)的功率在100~172.5KW以內(nèi)均可以選擇此CT。（4）多機(jī)防逆流系統(tǒng)針對(duì)較大的工商業(yè)項(xiàng)目，可采用多機(jī)防逆流箱方案。多臺(tái)逆變器通過485接口串聯(lián)，防逆流箱采集逆變器、電表以及線路電流，再通過路由器，連接到監(jiān)控后臺(tái)。通過遠(yuǎn)程操作，設(shè)置防逆流參數(shù)。這種方式適合于100kW以上的項(xiàng)目，要求逆變器有485接口，安裝現(xiàn)場有以太網(wǎng)。

SolarpanelGrid電網(wǎng)RS4B5GridinverterSolarpans!光慶組忤&idinverterSolarpanelGrid電網(wǎng)RS4B5GridinverterSolarpans!光慶組忤&idinverter昇超巡瓷起^4^ConsmriaiiQflfifeAf*iRefuxBexI?寒㈱unitaimi■■■■■■三、防逆流注意事項(xiàng)(1)CT接入注意事項(xiàng)I'lDCr［詞諂［用伯］i亦(1)CT接入注意事項(xiàng)I'lDCr［詞諂［用伯］i亦iMbASUifeCVOMAJbAUXILIARYrURRFMTIMPlJTS7防逆流善乙建變器尺34好3|12|13詞1.1接入位置：3個(gè)CT和AC電壓米樣線需要放在負(fù)載和電