光伏电站的主要设备和工作原理
光伏电站系统原理及组成

光伏电站系统原理及组成一、光伏系统的工作原理(图1)1工作原理:白天,在光照条件下,太阳电池组件产生一定的电动势,通过组件的串并联形成太阳能电池方阵,使得方阵电压达到系统输入电压的要求.再通过充放电控制器对蓄电池进行充电,将由光能转换而来的电能贮存起来。
晚上,蓄电池组为逆变器提供输入电,通过逆变器的作用,将直流电转换成交流电,输送到配电柜,由配电柜的切换作用进行供电.蓄电池组的放电情况由控制器进行控制,保证蓄电池的正常使用.光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置,以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击,维护系统设备的安全使用.二、光伏系统的组成光伏系统是由太阳能电池方阵,蓄电池组,充放电控制器,逆变器,交流配电柜等设备组成。
其各部分设备的作用是:⑴太阳能电池方阵:在有光照(无论是太阳光,还是其它发光体产生的光照)情况下,电池吸收光能,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏打效应”。
在光生伏打效应的作用下,太阳能电池的两端产生电动势,将光能转换成电能,是能量转换的器件.太阳能电池一般为硅电池,分为单晶硅太阳能电池,多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。
⑵蓄电池组:其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。
太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是:a。
自放电率低;b.使用寿命长;c。
深放电能力强;d.充电效率高;e。
少维护或免维护;f.工作温度范围宽;g.价格低廉。
目前我国与太阳能发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。
配套200Ah以上的铅酸蓄电池,一般选用固定式或工业密封式免维护铅酸蓄电池,每只蓄电池的额定电压为2V DC;配套200Ah 以下的铅酸蓄电池,一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池,每只蓄电池的额定电压为12V DC。
⑶充放电控制器:是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。
由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素,因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。
光伏发电系统工作原理

光伏发电系统工作原理
光伏发电系统是通过光伏效应将太阳光转化为电能的一种技术。
其工作原理如下:
1. 光伏电池:光伏发电系统的核心部件为光伏电池,也称为太阳能电池。
光伏电池由多个半导体材料层叠组成,常见的材料有硅、镓等。
当光线照射到光伏电池上时,会产生光伏效应,即光子撞击电子,使电子跃迁到导带或价带,从而形成电流。
2. 光电转换:当光线照射到光伏电池上时,光线中的光子会被电池吸收,光的能量被转化为电能。
在半导体材料中,电子会受光的激发而跃迁,从价带跃迁到导带,形成电流。
这个过程中,光子的能量必须大于材料的带隙能量才能产生可观的电流。
3. 直流发电:光伏电池产生的电流是直流电(DC)。
这是因
为光伏电池的工作原理是光子撞击并推动电子流动,而不是通过交变电场推动电子流动。
所以光伏发电系统输出的电流是直流电。
4. 电能存储与供应:光伏发电系统的直流电需要经过逆变器转换为交流电(AC),以方便在家庭或工业用电中使用。
逆变
器能将直流电转换成适合传输和使用的交流电,并将剩余的电能供应到电网中。
若发电量超出用电量,则多余的电能可以存储在电池中,以备不时之需。
5. 智能控制系统:光伏发电系统通常还配备了智能控制系统。
该系统能够实时监测光伏电池的发电效率、运行状态和输出功
率等参数,并进行自动调整和优化,以提高发电效率和系统的稳定性。
总之,光伏发电系统的工作原理是将太阳能转化为直流电,并经逆变器将直流电转换为交流电,并通过智能控制系统监测和调节系统运行,实现电能的存储、供应和应用。
光伏电站原理

光伏电站原理光伏电站原理是指利用太阳能光伏发电技术,在太阳辐射下将光能转化成电能的过程。
该技术借助于光电效应,通过将光子吸收并切割成电子和正电子来产生电流。
在现代能源行业,光伏电站被广泛应用于电力生产和可再生能源领域。
一、光伏发电的基本原理1. 光电效应。
内部载流子通过半导体的激发形成电流。
2. 外部半导体界面的势差。
该势差由半导体界面处电位差引起,可以使电子流向另一个半导体中。
在光伏电池中,两种半导体材料被堆叠在一起,形成太阳能电池结的PN结。
当太阳光照射到PN结时,光子的能量产生电流,这些电流在电路中流动,产生电能。
光伏电站利用这种原理,将光伏电池组成光伏电阵列,将太阳能转化为电能。
二、光伏电站的构成1. 光伏电池板光伏电池板是太阳能光伏发电的最基本组成部分,其主要功能是将太阳辐射转换为直流电。
光伏电池板一般由硅、锗、硫化镉为主要材料制成,根据生产工艺的不同,其性能和质量也有所不同。
2. 电缆电缆是将光伏电池板产生的电能传输到其他设备的重要手段。
对电缆的选择应考虑到安装地点、传输距离、传输功率和传输方式等因素。
3. 组件光伏电池组件是由多个光伏电池板组装而成的,可以将每个光伏电池板的功率相加,获得大功率输出。
光伏电池组件的特点是耐用、长寿命、高效等。
其安全性、可靠性和发电效率都应是考虑选择的重要因素。
4. 反向输电器反向输电器是用来调节电压和电流的设备。
通过反向输电器,可以控制光伏电池板产生的电流和电压的大小和方向。
反向输电器还可以保护光伏电池板不受防恶猫、防雷等天气灾害的影响。
5. 变流器变流器是将光伏电站产生的直流电转化为交流电的设备。
在光伏电站中,大部分设备都是以交流电作为供电,变流器的作用是将直流电转化为交流电,并通过交流电路来输送电能。
三、光伏电站的发展现状光伏发电技术的发展经历了从研究和验证到示范应用的历程。
在技术上,光伏电站已经完成了从低效率、高成本过渡到高效率、低成本的转变。
光伏电站光伏区一次设备讲解

定期清洁电池板表面,保持 清洁是提高发电效率的关键。
安装时需确保电池板与地面 垂直,以最大化太阳能吸收。
检查电池板连接是否紧固, 防止因松动导致发电效率下 降或引发安全问题。
汇流箱的安装与维护
01 汇流箱是光伏电站中用于汇集太阳能电池 板产生的直流电能的设备。
02
安装时应确保汇流箱接地良好,并按照厂 家提供的接线图进行正确接线。
稳定性挑战
随着光伏电站规模的扩大,如何确保设备在 长期运行中的稳定性和可靠性成为重要挑战
。
技术创新与应用拓展挑战
技术创新
光伏技术的发展日新月异,需要不断跟踪和掌握最新 的技术动态,以推动光伏设备的升级和换代。
应用拓展挑战
光伏技术的应用领域不断拓展,如分布式光伏、光伏 建筑一体化等,需要不断探索和创新应用模式,以满 足市场的多样化需求。
太阳能电池板的工作原理
利用光生伏特效应,将太阳光转化为直流电能。
功能
将太阳能转化为直流电能,为整个光伏电站提供电力来源。
汇流箱的工作原理与功能
汇流箱的工作原理
将多个太阳能电池板串并联,收集和汇总电能,并通过防雷保护和接地方案,将电能输送到逆变器。
功能
汇总太阳能电池板的电能,保护和分配电能至逆变器。
汇流箱
01
02
03
04
汇流箱是光伏电站中用于汇集 太阳能电池板输出直流电能的
设备。
汇流箱内部配置有直流汇流排 、防雷器、断路器等部件,以
确保电能的安全传输。
汇流箱具有多种规格,可根据 实际需求进行选择,以满足不
同规模的光伏电站需求。
汇流箱的安装位置需根据现场 实际情况进行选择,以保证安
全可靠运行。
配电柜的工作原理与功能
光伏电站系统解决方案

光伏电站系统解决方案简介光伏电站是利用太阳能光电变换技术将太阳能转化为电能的设施。
随着对环境保护和可再生能源的关注度增加,光伏电站的建设日益增多。
本文将介绍光伏电站系统的解决方案,包括系统组成、工作原理和优势等方面。
系统组成光伏电站系统由多个组件和设备组成,包括光伏电池组件、逆变器、电网连接装置、配电系统和监控系统等。
光伏电池组件光伏电池组件是光伏电站最核心的部分,它由多个光伏电池模块组成。
光伏电池常用的类型有单晶硅、多晶硅和薄膜电池等。
光伏电池组件能将太阳能转化为直流电能。
逆变器逆变器是将光伏电池组件输出的直流电能转换为交流电能的设备。
交流电能更适合在电网中传输和使用。
逆变器还具有功率调节功能,可以根据需求调节输出功率。
电网连接装置电网连接装置用于将光伏电站的电能与电网连接起来,实现光伏电站与电网之间的能量交换。
电网连接装置包括变压器、电表和断路器等。
配电系统配电系统用于将光伏电站的电能传输到各个用电设备。
配电系统包括配电盘、电缆和开关等。
监控系统监控系统是光伏电站的重要组成部分,用于监测光伏电站的运行状态和性能。
监控系统可以实时监测光伏电池组件的功率输出、逆变器的工作情况以及电网连接状态等,并提供报警和故障诊断功能。
工作原理光伏电站的工作原理可以概括为以下几个步骤:1.光伏电池组件接收到太阳光,并将太阳能转化为直流电能。
2.逆变器将直流电能转换为交流电能,并调节输出功率。
3.电网连接装置将光伏电站的电能与电网连接起来,实现能量交换。
4.配电系统将光伏电站的电能传输给各个用电设备。
5.监控系统监测光伏电站的运行状态和性能,实时提供数据和报警信息。
优势光伏电站系统具有以下优势:1.环保节能:光伏电站利用太阳能作为能源,不消耗化石燃料,不产生温室气体和污染物。
是一种清洁、环保的能源解决方案。
2.长寿命:光伏电池组件具有较长的寿命,一般可达25年以上。
3.低维护成本:光伏电站的设备具有较低的维护成本,一般只需要定期清洁和检查设备的工作状态。
太阳能光伏电站的工作原理

太阳能光伏电站的工作原理【摘要】太阳能光伏电站是利用光伏电池将太阳能转化为电能的设备。
光伏电池通过光伏效应将太阳光转换为电能,然后经过逆变器将直流电转换为交流电。
太阳能光伏电站由太阳能电池板、逆变器等组成,安装和维护相对简单。
该技术对环境友好,未来发展前景广阔。
太阳能光伏电站的重要性在于提供可再生清洁能源,减少对化石能源的依赖,对于人类社会的意义重大。
通过研究和推广太阳能光伏技术,可以为环保事业和可持续发展做出贡献。
【关键词】太阳能光伏电站、工作原理、光伏电池、光伏效应、直流电、交流电、电池板、安装、维护、发展前景、环保性、人类社会、意义。
1. 引言1.1 什么是太阳能光伏电站的工作原理太阳能光伏电站是利用太阳能光源将光能转化为电能的设备。
其工作原理主要基于光伏效应,即光照射到光伏电池表面时,光子能量被半导体材料吸收,将导致电子从价带跃迁至导带,从而产生电流。
在光伏电站中,多个光伏电池被连接成电池组,电池组再串联或并联成电池阵列,提高输出功率。
光伏电池的基本构成是P-N结构的晶体硅片,其中P区富集正电荷,N区富集负电荷。
当阳光照射到P-N结上时,电子和空穴被激发出来,在电场作用下产生电流。
这个电流是直流电,需要通过逆变器转换为交流电,以适应市电供电。
太阳能光伏电站的工作原理可简单概括为:太阳能光照射到光伏电池上,触发光伏效应产生电流,经过逆变器转换电流为交流电,最终供给电网或用户使用。
太阳能光伏电站因其低碳、清洁、可再生的特点,对于能源结构调整和环境保护具有重要意义。
1.2 为什么太阳能光伏电站能够转换太阳能为电能太阳能光伏电站能够转换太阳能为电能的原理是利用光伏电池的光伏效应。
光伏电池是太阳能光伏电站的核心组件,它能够将太阳光直接转化为电能。
当太阳光照射到光伏电池表面时,光子会激发光伏电池中的电子,使其跃迁到导电带中,从而产生电流。
这个过程中涉及到光电子的作用,通过光电效应使得光子激发电子脱离原子,形成自由电子流。
光伏电站基本知识

光伏电站基本知识一、光伏电站的定义与分类光伏电站(Photovoltaic Power Station)是利用光伏发电技术将太阳能转化为电能的设施,它是利用太阳能资源进行电力生产的一种可再生能源电站。
根据装机规模和用途不同,光伏电站可分为分布式光伏电站和集中式光伏电站两大类。
二、光伏电站的组成与原理光伏电站主要由太阳能光伏电池组件、支架系统、逆变器、电网连接装置和监控系统等组成。
光伏电池组件是光伏电站的核心部件,它由多个太阳能电池单元组成,通过光生电效应将太阳能转化为直流电能。
逆变器则起到将直流电能转化为交流电能的作用,以便接入电网供电。
三、光伏电站的工作原理光伏电站的工作原理是基于光伏效应。
当太阳光照射到光伏电池组件上时,光子会与光伏电池中的半导体材料相互作用,使其电子获得足够的能量从价带跃迁到导带,形成电流。
通过连接电池组件的电路,产生的直流电能可以被逆变器转化为交流电能,并通过电网输送到用户处。
四、光伏电站的优势与应用光伏电站具有清洁、可再生、无噪音、无排放等优势,被广泛应用于电力供给领域。
光伏电站不受地域限制,可以建设在各种场所,如屋顶、农田、沙漠等。
此外,光伏电站还可以与其他能源发电方式结合,如风力发电、水力发电等,形成混合能源电站,提高能源利用效率。
五、光伏电站的发展现状与前景随着对可再生能源的需求不断增长,光伏电站的建设规模不断扩大。
目前,全球光伏电站容量已经达到数百GW级别,中国更是成为全球光伏电站建设和发电的领导者。
未来,随着技术的进步和成本的降低,光伏电站将在能源领域发挥更大的作用,成为推动清洁能源发展的重要力量。
六、光伏电站的发展挑战与解决方案光伏电站的发展面临着诸多挑战,如电池组件的成本高、能源密度低、能源波动性等问题。
为了解决这些挑战,科研人员不断努力改进光伏电池材料和工艺,提高电池转换效率,降低成本。
同时,也在优化电网接入和储能技术,以应对光伏电站发电波动性的问题。
七、光伏电站的环境影响与可持续发展尽管光伏电站具有清洁环保的优势,但其建设和运营仍会对环境产生一定的影响。
光伏电站光伏区一次设备讲解

它具有多个直流输入和输出端 子,能够将光伏组件产生的电 能汇总并通过电缆输送到逆变 器。
汇流箱还具有防雷保护、过流 保护和短路保护等功能,以确 保光伏电站的安全运行。
逆变器
逆变器是光伏电站中将直流电能转换 为交流电能的设备。
逆变器的转换效率、可靠性和稳定性 对光伏电站的经济效益和运行稳定性 具有重要影响。
04
光伏区一次设备的维护与 保养
光伏组件的维护与保养
定期清洁
使用柔软的布料擦拭光伏组件表 面,去除灰尘和污垢,保持清洁。
检查外观
检查光伏组件是否有破损、裂缝或 变色等现象,及时修复或更换。
跟踪支架调整
根据地理位置和季节,调整光伏组 件的倾斜角度,以获得最佳的光照 效果。
汇流箱的维护与保养
定期检查
汇流箱的工作原理及作用
总结词
将多个光伏组件的直流电汇总并传
详细描述
汇流箱内部配置有多个直流断路器和汇流排,将多个光伏组件输出的直流电汇总并通过电缆传输至逆变器。
逆变器的工作原理及作用
总结词
将直流电转换为交流电
详细描述
逆变器接收到来自汇流箱的直流电后,通过内部的电子元件和电路将直流电转换为交流电,以满足电 网的需求。
定期检查
检查开关柜的开关位置、指示灯和仪表是否正常 工作。
清理灰尘
使用干燥的布料清理开关柜内部的灰尘和杂物, 保持清洁。
检查接地
确保开关柜的接地系统完好无损,符合安全标准。
感谢您的观看
THANKS
光伏组件是光伏电站中的核心设备,由多个太阳能电池片串联或并联组成,能够将 太阳能转化为直流电能。
光伏组件的转换效率、耐久性和可靠性对整个光伏电站的运行和经济效益具有重要 影响。
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光伏电站的主要设备和工作原理【摘要】:本文主要通过光伏光伏系统的组成结构和工作原理介绍,并描述了太阳能光伏系统的发展趋势,对于研究太阳能发电系统的工程技术人员、系统设计人员有一定的指导意义。
【关键词】:光伏电站控制器蓄电池【中图分类号】:TK0 【文献标识码】:A1 太阳能光伏系统的组成和原理太阳能光伏系统由以下三部分组成:太阳电池组件;充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。
太阳能光伏系统具有以下的特点:1)没有转动部件,不产生噪音;2)没有空气污染、不排放废水;3)没有燃烧过程,不需要燃料;4)维修保养简单,维护费用低;5)运行可靠性、稳定性好;6)作为关键部件的太阳电池使用寿命长,晶体硅太阳电池寿命可达到25年以上;7)根据需要很容易扩大发电规模。
太阳能光伏系统应用非常广泛,太阳能光伏系统应用的基本形式可分为两大类:独立发电系统和并网发电系统。
应用主要领域主要在太空航空器、通信系统、微波中继站、电视差转台、光伏水泵和无电缺电地区户用供电。
随着技术发展和世界经济可持续发展的需要,发达国家已经开始有计划地推广城市光伏并网发电,主要是建设户用屋顶光伏发电系统和兆瓦级集中型大型并网发电系统等,同时在交通工具和城市照明等方面大力推广太阳能光伏系统的应用。
太阳能光伏系统的规模和应用形式各异,如系统规模跨度很大,小到0.3~2瓦的太阳能庭院灯,大到兆瓦级的太阳能光伏电站。
其应用形式也多种多样,在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。
尽管太阳能光伏系统规模大小不一,但其组成结构和工作原理基本相同。
太阳能光伏系统包括以下几个主要部件:光伏组件方阵:由太阳电池组件(也称光伏电池组件)按照系统需求串、并联而成,在太阳光照射下将太阳能转换成电能输出,它是太阳能光伏系统的核心部件。
蓄电池:将太阳电池组件产生的电能储存起来,当光照不足或晚上、或者负载需求大于太阳电池组件所发的电量时,将储存的电能释放以满足负载的能量需求,它是太阳能光伏系统的储能部件。
目前太阳能光伏系统常用的是铅酸蓄电池,对于较高要求的系统,通常采用深放电阀控式密封铅酸蓄电池、深放电吸液式铅酸蓄电池等。
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。
随着太阳能光伏产业的发展,控制器的功能越来越强大,有将传统的控制部分、逆变器以及监测系统集成的趋势,如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三种功能[8]。
逆变器:在太阳能光伏供电系统中,如果含有交流负载,那么就要使用逆变器设备,将太阳电池组件产生的直流电或者蓄电池释放的直流电转化为负载需要的交流电。
太阳能光伏供电系统的基本工作原理就是在太阳光的照射下,将太阳电池组件产生的电能通过控制器的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供电,如果日照不足或者在夜间则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电,对于含有交流负载的太阳能光伏系统而言,还需要增加逆变器将直流电转换成交流电。
太阳能光伏系统的应用具有多种形式,但是其基本原理大同小异。
对于其他类型的太阳能光伏系统只是在控制机理和系统部件上根据实际的需要有所不同,下面将对不同类型的太阳能光伏系统进行详细地描述。
2 太阳能光伏系统的分类一般将太阳能光伏系统分为独立系统、并网系统和混合系统。
如果根据太阳能光伏系统的应用形式、应用规模和负载的类型,对光伏供电系统进行比较细致的划分,可将太阳能光伏系统分为如下七种类型:小型太阳能供电系统(Small DC);简单直流系统(Simple DC);大型太阳能供电系统(Large DC);交流、直流供电系统(AC/DC);并网系统(Utility Grid Connect);混合供电系统(Hybrid);并网混合系统。
2.1小型太阳能供电系统(Small DC)该系统的特点是系统中只有直流负载而且负载功率比较小,整个系统结构简单,操作简便。
其主要用途是一般的户用系统,负载为各种民用的直流产品以及相关的娱乐设备。
如在我国西北边远地区就大面积推广使用了这种类型的太阳能光伏系统,负载为直流节能灯、收录机和电视机等,用来解决无电地区家庭的基本照明问题。
2.2 简单直流系统(Simple DC)[9]该系统的特点是系统负载为直流负载而且对负载的使用时间没有特别的要求,负载主要是在白天使用,所以系统中没有使用蓄电池,也不需要使用控制器。
简单直流系统(Simple DC)结构简单,直接使用太阳能太阳电池组件给负载供电,省去了能量在蓄电池中的储存和释放过程所造成的损失,以及控制器中的能量损失,提高了太阳能的利用效率。
其常用于光伏水泵系统、一些白天临时设备用电和旅游设施中。
这种系统在发展中国家的无纯净自来水供饮地区得到了广泛的应用,产生了良好的社会效益。
2.3 大型太阳能供电系统(Large DC)与上述两种太阳能光伏系统相比,这种太阳能光伏系统仍适用于直流电源系统,但是这种太阳能光伏系统的负载功率较大,为了保证可靠地给负载提供稳定的电力供应,其相应的系统规模也较大,需要配备较大的太阳能太阳电池组件阵列和较大的蓄电池组,常应用于通信、遥测、监测设备电源,农村的集中供电站,航标灯塔、路灯等领域。
我国在西部地区实施的“光明工程”中,一些无电地区建设的部分乡村光伏电站就是采用这种形式;中国移动和中国联通公司在偏僻无电网地区建设的通信基站也采用了这种太阳能光伏系统供电。
2.4 交流、直流供电系统(AC/DC)与上述的三种太阳能光伏系统不同的是,这种太阳能光伏系统能够同时为直流和交流负载提供电力,在系统结构上比上述三种系统多了逆变器,用于将直流电转换为交流电以满足交流负载的需求。
通常这种系统的负载耗电量也比较大,从而系统的规模也较大。
在一些同时具有交流和直流负载的通信基站和其它一些含有交、直流负载的光伏电站中得到应用。
2.5 并网系统(Utility Grid Connected)这种光伏发电系统最大的特点就是太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合电网要求的交流电之后直接接入电网,并网系统中光伏方阵所产生电力除了供给交流负载外,多余的电力反馈给电网。
在阴雨天或夜晚,太阳电池组件没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。
因为直接将电能输入电网,免除配置蓄电池,省掉了蓄电池储能和释放的过程,可以充分利用光伏方阵所发的电力从而减小了能量的损耗,并降低了系统的成本。
但是系统中需要专用的并网逆变器,以保证输出的电力满足电网电力对电压、频率等性能指标的要求。
因为逆变器效率的问题,还是会有部分的能量损失。
这种系统通常能够并行使用电网和太阳能太阳电池组件阵列作为本地交流负载的电源,降低了整个系统的负载缺电率。
而且并网太阳能光伏系统可以对公用电网起到调峰作用。
但并网光伏供电系统作为一种分散式发电系统,对传统的集中供电系统的电网会产生一些不良的影响,如谐波污染,孤岛效应等。
2.6 混合供电系统(Hybrid)这种太阳能光伏系统中除了使用太阳能电池组件阵列之外,还使用了燃油发电机作为备用电源。
使用混合供电系统的目的就是为了综合利用各种发电技术的优点,避免各自的缺点。
比方说,上述几种独立太阳能光伏系统的优点是维护少,缺点是能量输出依赖于天气,不稳定。
综合使用柴油发电机和太阳电池组件的混合供电系统与单一能源的独立系统相比所提供的能源对天气的依赖性要小,它的优点是:1)使用混合供电系统可以达到可再生能源的更好利用。
因为可再生能源是变化的,不稳定的,所以系统必须按照能量产生最少的时期进行设计。
由于系统是按照最差的情况进行设计,所以在其他的时间,系统的容量过大。
在太阳辐照最高峰时期产生的多余能量没法使用而白白浪费了。
整个独立系统的性能就因此而降低。
如果最差月份的情况和其他月份差别很大,有可能导致浪费的能量等于甚至超过设计负载的需求。
2)具有较高的系统实用性。
在独立系统中因为可再生能源的变化和不稳定会导致系统出现供电不能满足负载需求的情况,也就是存在负载缺电情况,使用混合系统则会大大地降低负载缺电率。
3)与单用柴油发电机的系统相比,具有较少的维护和使用较少的燃料。
4)较高的燃油效率。
在低负荷的情况下,柴油机的燃油利用率很低,会造成燃油的浪费。
在混合系统中可以进行综合控制使得柴油机在额定功率附近工作,从而提高燃油效率。
5)负载匹配更佳。
使用混合系统之后,因为柴油发电机可以即时提供较大的功率,所以混合系统可以适用于范围更加广泛的负载系统,例如可以使用较大的交流负载,冲击载荷等。
还可以更好的匹配负载和系统的发电,只要在负载的高峰时期打开备用能源即可简单的办到。
有时候,负载的大小决定了需要使用混合系统,大的负载需要很大的电流和很高的电压。
如果只是使用太阳能成本就会很高。
但混合系统也有其自身的缺点:6)控制比较复杂。
因为使用了多种能源,所以系统需要监控每种能源的工作情况,处理各个子能源系统之间的相互影响、协调整个系统的运作,这样就导致其控制系统比独立系统复杂,现在多使用微处理芯片进行系统管理[10]。
7)初期工程较大。
混合系统的设计,安装,施工工程都比独立工程要大。
8)比独立系统需要更多的维护。
油机的使用需要很多的维护工作,比如更换机油滤清器,燃油滤清器,火花塞等,还需要给油箱添加燃油等。
9)污染和噪音。
太阳能光伏系统是无噪音、无排放的洁净能源利用,但是因为混合系统中使用了柴油机,这样就不可避免地产生噪音和污染。
10)很多在偏远无电地区的通信电源和民航导航设备电源,因为对电源的要求很高,都采用混合系统供电,以求达到最好的性价比。
我国新疆、云南建设的很多乡村光伏电站就是采用光/柴混合系统。
2.7 并网混合供电系统(Hybrid)随着太阳能光伏产业的发展,出现了可以综合利用太阳能光伏阵列、和备用油机的并网混合供电系统。
这种系统通常是控制器和逆变器集成一体化,使用电脑芯片全面控制整个系统的运行,综合利用各种能源,达到最佳的工作状态,并可以配备使用蓄电池。
进一步提高系统的负载供电保障率,例如AES的SMD逆变器系统。
该系统可以为本地负载提供合格的电源,并可以作为一个在线UPS(不间断电源)工作。
它可向电网供电,也可从电网获得电力,是个双向逆变/控制器。
系统工作方式是将电网和光伏电源并行工作,对于本地负载而言,如果太阳电池组件产生的电能足够负载使用,它将直接使用太阳电池组件产生的电能供给负载的需求。
如果太阳电池组件产生的电能超过即时负载的需求还能将多余的电能返回给电网;如果太阳电池组件产生的电能不够用,则将自动启用电网,使用电网供给本地负载的需求;而且,当本地负载功耗小于SMD逆变器额定电网容量的60%时,电网就会自动给蓄电池充电,保证蓄电池长期处于浮充状态;如果电网产生故障,即电网停电或者电网的供电品质不合格,系统就会自动断开电网,转成独立工作模式,由蓄电池和逆变器提供负载所需的交流电能。