基于城市建筑屋顶光伏发电并网可调式系统初探.pdf

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1、分堑堡窒量望煎肖佳莉国网辽宁省电力有限公司辽阳供电公司摘要：在经济快速发展的形势下，环境问题也愈发严重，各种环境问题不断困扰着人类的生产生活，由此引发了人们对于清洁能源的研究和利用高潮，太阳能是取之不尽用之不竭的可再生的清洁能源，基于太阳能光伏发电已然成为当前新能源研发及应用的重点项目之一。随着科技的日新月异．光伏发电日渐成熟，并转向并网发电，让屋顶光伏发电并网可调式系统研究变为现实。关键词：建筑屋顶；光伏发电；并网；可调式能源是人类社会生存和发展重要的战略资源，在人类社会不断发展的过程中，人们赖以生存的环境遭受到巨大的破坏，在经济持续发展的情况下，不可再生能源总量正在不断减少，而环境污染

2、却变得愈加严重，譬如污水肆意排放。地下水污染严重；雾霾笼罩着整个城市上空，严重威胁到人们的身心健康。能源短缺以及环境污染带来的双重压力已经让环境保护和新能源开发变得更为迫切。光伏发电就是对新能源进行合理开发的成功案例，但是光伏发电也面临着并网的难题。因此探讨光伏发电并网可调试系统尤为必要。l系统工作原理城市建筑屋顶光伏发电并网可调式系统实际就是将太阳能光伏发电系统与城市建筑屋顶有机结合成一个整体结构。使安装在城市建筑屋顶的太阳能光伏组件方阵板块产生的直流电经过并网逆变器，转换成交流电之后直接接人公共电网，并可以根据负载实际情况适度控制和调整市电供电量的一种供电模式。城市建筑屋顶光伏发电并网

3、可调式系统的工作原理：将太阳能电池组件方阵板块安装在城市建筑屋顶上，在太阳光的照射下．建筑屋顶的太阳能电池组件方阵产生的直流电流通过直流配电箱进入并网逆变器，经过并网逆变器输出的交流电供负载使用，多余的电能可通过电力变压器等设备逆流汇人交流公共电网。当并网系统由于气候原因无法提供充足的电量时，交流公共电网可向交流负载送电。系统还配备有监控、测试及显示系统．用于对整个系统工作状态的监控、检测及发电量等各种数据的统计；也可以利用计算机网络系统远程传输控制和显示数据，用于随时调度光伏发电并网可调式系统，使其不间断供电，确保负载设备正常工作。城市建筑屋顶光伏发电并网可调式系统的工作原理示意图如图l

4、所示。2系统结构构成太阳能光伏发电并网可调式系统光生伏特效应把太阳能转换为电能．然后提供给负载或输送到公共电网的一种可以调度控制的新型发电系统。它通常由太阳能电池组件(或方阵)、控制器、并网逆变器、蓄电池、光伏发电系统附属设施等部分组成。a)太阳能电池组件。它是太阳能光伏发电的最基本元件．主要作用是将照射在太阳能电池方阵的太阳能转化为电能，并送往蓄电池中存储起来以备负载之用，也是太阳能光伏发电系统的核心部分。b)控制器。它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出，是整个系统的核心控制部分。其功能主要有防止蓄电池过充电保护、过放电保护

5、、系统短路电子保护、系统极性反接保护、夜间防反充保护等，同时，它还具备在温差较大的地方起到温度补偿的作用。c)并网逆变器。它是一种电源转换装置，具有充放电控制、功率调节、交流逆变、并网保护切换等功能，可将蓄电池存储的直流电能转换为供负载使用的交流电。d)蓄电池。它是太阳能光伏发电系统的储能部件，主要作用是将太阳电池组件产生的电能储存起来，并可随时向负载供电，保证供电不间断。e)光伏发电系统附属设施。它包括直流配电系统、交流配电系统、运行监控和检测系统、防雷和接地系统等。3系统应用城市建筑屋顶光伏发电系统不但可以与建筑物友好结合．具有隔热挡雨的功能，同时义能实现光伏发电，产生电能供本建筑及周

6、围用电负载使用，多余电能可向公共电网输送。第一，城市建筑屋顶光伏发电系统不仅无需额外占用土地．可以直接将太阳能电池板安装在城市已有建筑的屋顶上，这对于土地昂贵的城市尤其重要，可以提高土地利用率；对电网也可以起到调峰作用，特别是夏天是用电高峰的季节，也正好是日照量最大、光伏系统发电量最多的时期，光伏阵列不仅吸收太阳能转化为电能，大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内空调冷负荷，而且可以起到建筑节能减排作用。反过来影响用电量，致使其节约用电。这对于存在着水、电、土地等能源短缺的城市来说，太阳能资源是安全可靠且可贵的能源，如果能够充分利用城市的太阳能进行光伏发电，这有利于吸收城市多余的热量

7、，降低室外综合温度，减少墙体得热和室内空调冷负荷，有利于提高城市的能量利用效率，对城市建筑节能减排、改善人们的生活环境具有深远的意义。第二，基于城市建筑屋顶光伏发电并网可调式系统可以向公共电网逆流供电，其”昼发夜用”的发电特性正好可以对公共电网实行谷峰调节．多余或者不足的电力可以通过公共电网调节，多余时可以向公共电网输电，不足时可以由公共电网供电。特定时期可以有效补充公共电网的供电量。提高其供电水平与能力，加强其供电的稳