光伏发电系统.ppt

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1、第三章太阳能光伏发电技术3.1.太阳能光伏发展历史和现状3.2太阳能电池工作原理3.3太阳能电池制造工艺3.4太阳能光伏发电系统设备构成3.5独立光伏发电系统3.6并网光伏发电系统第五节独立光伏发电系统设计独立光伏发电系统设计独立光伏发电系统是指仅仅依靠太阳能电池供电的光伏发电系统或主要依靠太阳能电池供电的光伏发电系统，在必要时可以由油机发电、风力发电、电网电源或其他电源作为补充。从电力系统来说，kW级以上的独立光伏发电系统也称为离网型光伏发电系统。独立光伏发电系统设计独立光伏发电系统的结构及工作原理1、系统框图

2、直流光伏系统有后备能源和放电器的光伏系统混合光伏系统交流光伏系统一、独立光伏发电系统的结构及工作原理2、工作原理太阳能电池方阵吸收太阳光并将其转化成电能后，在防反充二极管的控制下为蓄电池组充电。直流或交流负载通过开关与控制器连接。控制器负责保护蓄电池，防止出现过充或过放电状态，即在蓄电池达到一定的放电深度时，控制器将自动切断负载；当蓄电池达到过充电状态时，控制器将自动切断充电电路。有的控制器能够显示独立光伏发电系统的充放电状态，并能贮存必要的数据，甚至还具有遥测、遥信和遥控的功能。在交流光伏发电系统中，DC-AC

3、逆变器将蓄电池组提供的直流电变成能满足交流负载需要的交流电。一、独立光伏发电系统的结构及工作原理2、工作原理上图中的防反充二极管也称为“阻塞二极管”或“隔离二极管”。其功能是利用二极管的单向导电性，防止无日照时蓄电池组通过太阳能电池方阵放电。防反充二极管的最大输出电流必须大于太阳能电池方阵的最大输出电流，反向耐压要高于蓄电池组的最高电压。在太阳能电池方阵工作时，防反充二极管两端的电压降要尽量低（硅二极管一般为0.6V，锗二极管为0.3V，大功率肖特基二极管可以在0.3V以下），以便降低系统的功耗。一、独立光伏发电

4、系统的结构及工作原理3、系统构成独立光伏发电系统由太阳能电池方阵、防反充二极管、控制器、逆变器、蓄电池组以及支架和输配电设备等部分构成。其中，太阳能电池方阵在国外文献中常被称为太阳能发电机（SolarGenerator）,而其余部分则被统称为太阳能发电机的“平衡系统”（BalanceofSystem）或“配套系统”简称“BOS”。有时BOS还包括太阳能电池方阵所占用的土地和防雷安全系统。当太阳能电池十分昂贵时，BOS在整个独立光伏发电系统中所占的费用比例较小，但随着太阳能电池的不断降价，BOS所占费用比例在逐渐增

5、加。二、系统设计框图各种独立光伏发电系统的总体设计视其用途不同、功率大小不同、使用环境和条件不同而异。显然，每一种独立光伏发电系统都要有针对性地独立设计。独立光伏发电系统的总体设计包括容量设计、电气设计、机械结构设计、建筑设计、热力设计、防火防雷等安全设计、可靠性设计、包装运输设计、安装调试运行设计以及维修检测设计等等。其总体设计框图如图所示。其中最具特色的是光伏发电系统的容量设计，它根据当地的太阳能辐照资源和使用要求，确定必要的太阳能电池方阵和蓄电池的规模容量。二、系统设计框图三、容量设计目标：优化太阳能电池方

6、阵容量和蓄电池组容量的相互关系，在保证独立光伏发电系统可靠工作的前提下，达到成本最低。要求：首先对当地的太阳能辐照资源、地理及气象数据有尽量详细的了解，一般要求掌握日平均太阳辐照量、月平均太阳辐照量和连续阴雨天数。方法：依据各部件的数理模型，采用计算机仿真，可以拟合出太阳能电池方阵每小时发电量、蓄电池组充电量和负载工作情况，并预测在不同的供电可靠性要求下所需要的太阳能电池方阵及蓄电池组的容量。通过数值分析法，可以解析太阳能电池方阵容量及蓄电池组容量之间存在的相互关系，然后在特定的供电可靠性要求下，根据成本最低化的

7、原则，确定二者各自的容量。独立光伏发电系统容量设计程序框图1、失电小时数在容量设计中，失电小时数（LossofLoadHours，简称LOLH）,直接与光伏发电系统的供电可靠性有关。一年中的失电小时数表示光伏发电系统能量的短缺程度，它并不包括因部件失效或系统维护必须花费的时间。因此，对失电小时数的计算是独立光伏发电系统容量设计的基础。如果独立光伏发电系统的失电小时数是0，即系统全年供电可靠性是100%，就意味着在遇到一年中最长的连续阴雨天时仍然能保证系统正常运行。这就需要有足够的光伏方阵和蓄电池组组成光伏发电系统

8、，这种独立光伏发电系统比较昂贵。1、失电小时数若以当地20年来气象资料中最长连续阴雨天的记录为依据来预计20年中该地区最长连续阴雨天数，则系统造价还要增加。此时若考虑遇到最长连续阴雨天的几率，以此来设定系统的可靠性，并且在出现系统失电时用应急的油机发电或风力发电进行补充，以减小失电时间，就可节省数量可观的太阳能电池方阵及蓄电池组的容量，从而大幅度降低独立光伏发电系统的造价