光伏系統(tǒng)培訓(xùn)課件

1、光伏發(fā)電系統(tǒng)知識(shí)培訓(xùn),主要內(nèi)容 全球能源現(xiàn)狀與光伏發(fā)電對(duì)環(huán)境的貢獻(xiàn) 光伏發(fā)電系統(tǒng)原理 光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類及應(yīng)用 光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際案例 光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù),全球能源現(xiàn)狀,世界各國(guó)的工業(yè)化程度及人口增加推動(dòng)全球?qū)δ茉葱枨蟪蕩缀伪稊?shù)增長(zhǎng) 全球的能源模式：80%依靠石油、天然氣、煤等礦物化石燃料。 根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)家和科學(xué)家的普遍估計(jì)，到2050年左右，石油資源將會(huì)開采殆盡，能源危機(jī)將席卷全球 能源危機(jī)及自然環(huán)境的惡化使人們?cè)絹?lái)越清醒地意識(shí)到要改變能源模式 許多國(guó)家正在制定目標(biāo)，提高對(duì)清潔能源即可再生能源的利用比例。德國(guó)率先提出了到2050年，可再生能源的利用目標(biāo)為35%,21世紀(jì)全球能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)預(yù)

2、測(cè),日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題,目前大氣污染日趨嚴(yán)重，問(wèn)題包括溫室效應(yīng)、臭氧層破壞、酸雨和PM2.5等問(wèn)題，主要的污染氣體有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、粉塵等 但隨著現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的快速發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高，必將帶動(dòng)能源消費(fèi)的持續(xù)增長(zhǎng)，城市資源、環(huán)境的矛盾日益突出。因此，只有堅(jiān)持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展和安全發(fā)展，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展,來(lái)源：北京工業(yè)大學(xué)，2012年10月,發(fā)展綠色電力，是建設(shè)低碳城市的重要保證,攜手光伏 生產(chǎn)綠色電力、減少“碳排放”,企業(yè)可通過(guò)利用原有屋頂，安裝分布式發(fā)電系統(tǒng)，參與生產(chǎn)綠色電力,每1萬(wàn)平方米的可利用廠房屋頂，可協(xié)助安裝1兆瓦光伏系統(tǒng) 每1兆瓦光伏系統(tǒng)，每年可提供給企業(yè)1

3、20萬(wàn)140萬(wàn)度的清潔電力，共25年,光伏的“環(huán)保公式”：,美國(guó)亞特蘭大康健中心 光伏的全球“碳減排”效應(yīng)：,共采用了3010塊光伏組件,減排二氧化碳每年780噸 減排二氧化硫每年約7噸 減排氮化物每年約3噸 減排粉塵每年約5噸,國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電投資及環(huán)?；貓?bào),如果做個(gè)形象的比喻，一棵大樹，一生當(dāng)中可以吸收1噸二氧化碳，1兆瓦組件20年里所減少的二氧化碳排放在1萬(wàn)噸左右，相當(dāng)于我們?cè)?植樹造林1萬(wàn)棵,光伏發(fā)電系統(tǒng)原理,太陽(yáng)能電池發(fā)電原理是光生伏特效應(yīng)。,光伏發(fā)電系統(tǒng)原理,當(dāng)光線照射到太陽(yáng)能電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收，使電子發(fā)生了躍遷，成為自由電子，該自由電子在PN結(jié)兩側(cè)聚集形成電位差，當(dāng)外

4、部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的功率輸出。該過(guò)程的實(shí)質(zhì)是光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。,光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽(yáng)能組件和配套電氣設(shè)備將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成所需要電能的發(fā)電系統(tǒng)。,硅料,硅錠,硅棒,硅片（單晶硅）,硅片（多晶硅）,電池片（單晶硅）,電池片（多晶硅）,光伏組件（單晶硅）,光伏組件（多晶硅）,并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)分類,分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)（小容量，一般6MW） 大型光伏發(fā)電系統(tǒng)（大容量，一般20MW）,光伏發(fā)電系統(tǒng)分類,并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng) 獨(dú)立系統(tǒng),商業(yè)分布式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)原理圖,分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)原理,戶用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)原理圖,分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)原理,利用清潔干凈、可再

5、生的自然能源太陽(yáng)能發(fā)電，污染小、環(huán)保效益突出。不耗用不可再生的、資源有限的含碳化石能源，使用中無(wú)溫室氣體和污染物排放，生態(tài)環(huán)境和諧，符合經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。,分布式安裝，就近就地分散發(fā)供電，進(jìn)入和退出電網(wǎng)靈活。 有利于改善電力系統(tǒng)的負(fù)荷平衡，并可降低線路損耗。,可起調(diào)峰作用，緩解局地的用電緊張狀況。 分布式光伏發(fā)電在白天出力最高，正好在這個(gè)時(shí)段人們對(duì)電力的需求最大， 能夠在一定程度上緩解局部地區(qū)的用電緊張狀況。,分布式發(fā)電的作用,正能量,大型光伏電站發(fā)電系統(tǒng)原理圖,大型光伏電站發(fā)電系統(tǒng)原理,利用清潔干凈、可再生的自然能源太陽(yáng)能發(fā)電，污染小、環(huán)保效益突出。不耗用不可再生的、資源有限的含碳化石

6、能源，使用中無(wú)溫室氣體和污染物排放，生態(tài)環(huán)境和諧，符合經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。,有效利用荒山、工業(yè)閑置屋頂、光伏農(nóng)業(yè)結(jié)合，提高土地的利用率。 可將荒山荒地、工廠廠房屋頂充分利用起來(lái)，也可實(shí)行光伏農(nóng)業(yè)相結(jié)合的方式，提高土地的立體利用率。,可起調(diào)峰作用，緩解局地電網(wǎng)的用電緊張狀況。 大型光伏發(fā)電在白天出力最高，這個(gè)時(shí)段人們對(duì)電力的需求最大，能夠在很大的程度上緩解局部地區(qū)的用電緊張狀況。,大型光伏發(fā)電系統(tǒng)的做用,獨(dú)立系統(tǒng),將入射的太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為電能，且不與公共電網(wǎng)連接的發(fā)電系統(tǒng)。 獨(dú)立光伏系統(tǒng)的規(guī)模和應(yīng)用形式各異，系統(tǒng)規(guī)?？缍群艽?，小到0.32W 的太陽(yáng)能庭院燈，大到kW級(jí)的太陽(yáng)能光伏電站。其應(yīng)用

7、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。,戶用領(lǐng)域,交通領(lǐng)域,通訊/通信領(lǐng)域,小型電源:用于邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，負(fù)載如照明、電視、收錄機(jī)等；光伏水泵：解決無(wú)電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。,航標(biāo)燈、交通/鐵路信號(hào)燈、交通警示/標(biāo)志燈、路燈、高空障礙燈、公路/鐵路無(wú)線電話亭、無(wú)人值守道班供電等,太陽(yáng)能無(wú)人值守微波中繼站、光纜維護(hù)站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng)；農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機(jī)、士兵GPS供電等。,獨(dú)立光伏系統(tǒng)具體用途介紹1：,石油、海洋、氣象領(lǐng)域,家庭燈具電源,

8、光伏電站,小區(qū),石油管道和水庫(kù)閘門陰極保護(hù)電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺(tái)生活及應(yīng)急電源、海洋檢測(cè)設(shè)備、氣象/水文觀測(cè)設(shè)備等,庭院燈、路燈、手提燈、野營(yíng)燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等,10KW-5MW獨(dú)立光伏電站、風(fēng)光（柴）互補(bǔ)電站、各種大型停車廠充電站等,小區(qū)照明、泛光燈、樓道燈、庭院燈,太陽(yáng)能建筑,將光伏發(fā)電與建筑材料相結(jié)合使建筑實(shí)現(xiàn)電力自給，是一大發(fā)展方向,獨(dú)立光伏系統(tǒng)具體用途介紹2：,獨(dú)立系統(tǒng)構(gòu)成,發(fā)電單元: 組件：用玻璃及特殊材料封裝好一組太陽(yáng)電池； 光伏方陣：光伏組件串并聯(lián)形成；,儲(chǔ)能裝置： 存儲(chǔ)電能的裝置； 控制器： 對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電控制 逆變器： 將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷脑O(shè)

9、備； 負(fù)載： 以直流或交流電為動(dòng)力的設(shè)備；,儲(chǔ)能裝置,控制器,充放電控制器：直接為直流負(fù)載供電，并能自動(dòng)防止蓄電池組過(guò)充電和過(guò)放電，一般還具有簡(jiǎn)單的測(cè)量功能。 由于蓄電池組被過(guò)充電或過(guò)放電后將嚴(yán)重影響其性能和壽命，充放電控制器一般是不可缺少的。,逆變器,獨(dú)立運(yùn)行的光伏系統(tǒng)中需要逆變: 太陽(yáng)電池產(chǎn)生直流電，且只能白天發(fā)電，須用蓄電池儲(chǔ)能。 絕大多數(shù)用電器都是交流電工作。 直流系統(tǒng)升降電壓的技術(shù)復(fù)雜。,（15kW） （2kW） 逆變器,將直流電變換成交流電的電力電子設(shè)備稱作逆變器. 有自動(dòng)穩(wěn)壓功能，可改善系統(tǒng)的供電質(zhì)量。,負(fù) 載,分類：阻性負(fù)載、容性負(fù)載和感性負(fù)載。 生產(chǎn)和生活中常用的多為阻型負(fù)載

10、和感性負(fù)載。,1、電阻性負(fù)載 電阻性負(fù)載是指負(fù)載的耗能部件是電阻性的，如白熾燈、電熨斗、電爐、電熱水器等，都是典型的組性負(fù)載。電阻性負(fù)載的特點(diǎn)是，但電流流經(jīng)阻性負(fù)載時(shí)，電流與電壓的幅值和相位不會(huì)產(chǎn)生突變。流經(jīng)負(fù)載的電流值與外加電壓的大小成正比，即符合電工學(xué)中的“歐姆定律”。,2、電感性負(fù)載 電感性負(fù)載是指負(fù)載的耗能部件是由帶鐵心或不帶鐵心的線圈構(gòu)成，它具有電學(xué)上定義的“感抗”特性，也成為“感性負(fù)載”，典型的感性負(fù)載有水泵、電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、電焊機(jī)、電動(dòng)工具等。感性負(fù)載的特點(diǎn)是，設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的“浪涌電流”遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于該設(shè)備的額定電流；當(dāng)設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)需要切斷電源時(shí)，感性負(fù)載還產(chǎn)生高于外加電壓的“感應(yīng)

11、過(guò)電壓”。,光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際案例,保定史莊街22KW戶用分布式項(xiàng)目,1：項(xiàng)目名稱:22kW戶用分布式項(xiàng)目 2：項(xiàng)目地點(diǎn)：保定市史莊街社區(qū) 3：安裝容量：22KW 4：項(xiàng)目類型：BAPV 5：接入類型：并網(wǎng) 6：意義：保定市第一個(gè)并網(wǎng)的戶用分布式系統(tǒng)項(xiàng)目。,1：項(xiàng)目名稱:保定高開區(qū)小學(xué) 2：項(xiàng)目地點(diǎn)：保定 3：安裝容量：54.92kw 4：項(xiàng)目類型：屋面電站 5：接入類型：并網(wǎng),保定高開區(qū)小學(xué)并網(wǎng)項(xiàng)目,公司車棚50KW分布式項(xiàng)目,1：項(xiàng)目名稱:公司車棚50kW分布式項(xiàng)目 2：項(xiàng)目地點(diǎn)：英利集團(tuán)公司內(nèi)部停車場(chǎng) 3：安裝容量：50KW 4：項(xiàng)目類型：BAPV、BIPV 5：接入類型：并網(wǎng),300k

12、W電谷錦江國(guó)際酒店,1：項(xiàng)目名稱:300kW電谷錦江國(guó)際酒店 2：項(xiàng)目地點(diǎn)：電谷錦江國(guó)際酒店 3：安裝容量：300KW 4：項(xiàng)目類型：BIPV 5：接入類型：并網(wǎng),1：項(xiàng)目名稱：徐水長(zhǎng)城30MW并網(wǎng)項(xiàng)目 2：項(xiàng)目地點(diǎn)：保定徐水大王店產(chǎn)業(yè)園 3：安裝容量：30MW 4：項(xiàng)目類型：屋頂電站 5：接入類型：并網(wǎng),徐水長(zhǎng)城30MW并網(wǎng)項(xiàng)目,1：項(xiàng)目名稱：定州國(guó)香養(yǎng)殖場(chǎng)10MW并網(wǎng)項(xiàng)目 2：項(xiàng)目地點(diǎn)：定州國(guó)香養(yǎng)殖場(chǎng) 3：安裝容量：10MW 4：項(xiàng)目類型：屋頂、地面電站 5：接入類型：并網(wǎng),定州國(guó)香養(yǎng)殖場(chǎng)10MW并網(wǎng)項(xiàng)目,1：項(xiàng)目名稱:英利產(chǎn)業(yè)園10MW金太陽(yáng)并網(wǎng)工程 2：項(xiàng)目地點(diǎn)：英利三期、四期廠房屋頂

13、、車棚頂 3：安裝容量：10MW 4：接入類型：并網(wǎng),英利產(chǎn)業(yè)園10MW金太陽(yáng)并網(wǎng)工程,1：項(xiàng)目名稱：肇慶二塔水上加油船太陽(yáng)能供電系統(tǒng) 2：項(xiàng)目地點(diǎn)：肇慶 3：安裝容量：10.4KW 4：接入類型：獨(dú)立,肇慶二塔水上加油船太陽(yáng)能供電系統(tǒng),1：項(xiàng)目名稱:吉林森工防火監(jiān)控太陽(yáng)能獨(dú)立電站 2：項(xiàng)目地點(diǎn)：吉林松江河 3：安裝容量：3.84KW 4：接入類型：獨(dú)立,吉林森工防火監(jiān)控太陽(yáng)能獨(dú)立電站,1、定期對(duì)光伏系統(tǒng)進(jìn)行檢查，可在系統(tǒng)故障前及時(shí)消除隱患，防止事故的發(fā)生。,2、保持組件表面清潔，清洗、維護(hù)時(shí)應(yīng)選在早晚或陰天時(shí)段進(jìn)行，以免影響發(fā)電量。,3、定期檢查光伏組件是否有損壞或異常。,光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行

14、與維護(hù),4、定期檢查光伏系統(tǒng)電氣設(shè)備是否有損壞或異常。,現(xiàn)象： 同一組件內(nèi)溫差較大 診斷： 光伏陣列前后排之間遮擋，陣列安裝太靠近女兒墻造成遮擋,陰影效應(yīng),系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,現(xiàn)象： 光伏系統(tǒng)功率輸出下降嚴(yán)重 原因： 光伏組件受沙塵覆蓋，遮擋嚴(yán)重，影響輸出電流,遮擋效應(yīng),系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,在西北地區(qū)，通過(guò)組件清洗，單塊功率平均提升9.64%，一般地區(qū)亦可平均提升3%-5%,遮擋效應(yīng),系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,現(xiàn)象： 某地面電站，夏季早上6點(diǎn)左右發(fā)生匯流箱火災(zāi)事故。 分析： 可能是斷路器或者浪涌保護(hù)器內(nèi)部短路造成電流過(guò)大。 可能是由于進(jìn)入?yún)R流排的輸入端子線頭沒(méi)使用

15、壓線鼻子，某股銅線與另一極短路所致。 解決方案： 全部更換新器件。 采用可靠性高的器件，確保安全。,匯流箱燃燒,系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,電氣短路故障,現(xiàn)象： 1.并網(wǎng)逆變器停止工作； 2.交流配電柜中斷路器跳閘 檢測(cè)： 組串輸出電壓正常（356.8V）； 負(fù)極對(duì)地電壓（180.2 V）和正極對(duì)地電壓（142 V）異常。,組串輸出電壓正常,正負(fù)極對(duì)地電壓異常,系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,電氣短路故障,分析： 1.電氣短路故障； 2.組串某組件連接線與光伏組件連通，可能使電纜絕緣層損壞造成。,3.組串共9塊組件，組件標(biāo)稱開路電壓為40V； 4.第4塊與第5塊組件之間的連接線與支架短路。

16、,系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,浪涌保護(hù)器的第二個(gè)模塊被擊穿,浪涌保護(hù)器短路造成保險(xiǎn)絲熔斷,接線錯(cuò)誤故障-現(xiàn)象,系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,燒壞保險(xiǎn)絲。經(jīng)檢測(cè)，保險(xiǎn)絲的電阻為無(wú)窮大。 防雷模塊損壞。經(jīng)檢測(cè)，浪涌保護(hù)器已經(jīng)被擊穿，造成其中三相電中的其中一相線路與地線之間電阻為780歐姆。 分析結(jié)果：交流配電柜內(nèi)接線錯(cuò)誤。,接線錯(cuò)誤故障-分析,系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,交流配電柜進(jìn)線端接線錯(cuò)誤，把相線與零線對(duì)調(diào)了。,正確接線圖,錯(cuò)誤接線圖,接線錯(cuò)誤故障-原因,系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,更換保險(xiǎn)絲和浪涌保護(hù)器； 在連接線路時(shí)注意線頭顏色區(qū)別； 在使用線纜時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)方法連接； 請(qǐng)有電工

17、基礎(chǔ)的工人進(jìn)行連接； 連接完成后，在試運(yùn)行前再次檢查線路。,接線錯(cuò)誤故障-解決方法,系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,組件破裂。 光伏組件的輸出電流減少，降低系統(tǒng)輸出功率。 組串不能正常工作。,組件損壞-現(xiàn)象,系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,用相同型號(hào)的組件替換原損壞的組件。 或者將損壞組件所在的組串?dāng)嚅_。 在電站周圍設(shè)置圍欄，粘貼安全警示牌。,組件損壞-解決方法,系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,光伏陣列輸出電壓過(guò)低，系統(tǒng)輸出功率降低 長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)造成組件被擊穿。,以上是各個(gè)組串的開路電壓，共有9個(gè)匯流箱，每個(gè)匯流箱里有3個(gè)組串。,組件輸出故障-現(xiàn)象,系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,各個(gè)組串的開路電壓有差異的原因如下： 測(cè)量時(shí)太陽(yáng)輻照度不同，開路電壓有較?。ㄒ话悴粫?huì)超過(guò)5%）的差別； 組串中某塊組件的旁路二極管損壞或者組件損壞。,組件輸出故障-原因,系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,檢測(cè)組串中每個(gè)組件的開路電壓，查出開路電壓異常的組件，檢測(cè)它的旁路二極管，如果二極管有問(wèn)題就直接更換二極管。 如果二極管本身沒(méi)問(wèn)題，可能是組件本身的輸出存在問(wèn)題。,組件輸出故障-解決方法,系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方案,組件外觀產(chǎn)生形變； 組件損壞，發(fā)電性能下降，