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光伏离网及并网发电系统


光伏发电系统
化工与材料工程学院

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太阳能光伏发电系统的构成
? 1、太阳能电池组件 ? 2、蓄电池 ? 3、光伏控制器 ? 4、交流逆变器 ? 5、光伏发电系统附属设施

1太阳能电池组件
?
太阳能电池组件也叫太阳能电池板, 是太阳能发电系统中的核心部分,也是太

阳能系统中价值最高的部分。其作用是将 太阳光的辐射能量转换为电能,并送往蓄 电池中储存起来,也可以直接用于推动负 载工作。当发电容量较大时,就需要用多 块电池组件串、并联后构成太阳能电池方 阵。目前应用的太阳能电池主要是晶体硅

? 电池,分为单晶硅太阳能电池,多晶硅太
阳能电池和非品硅太阳能电池等几种。

? 单晶

多晶

组件

2蓄电池
? 蓄电池的作用主要是存储太阳能电池发出的电
能,并可随时向负载供电。太阳能光伏发电系统 对蓄电池的基本要求是:自放电率低、使用寿命长、 充电效率高、深放能力强、工作温度范围宽、少 维护或免维护以及价格低廉。目前为光伏系统配 套使用的主要是免维护铅酸电池,在小型、微型 系统中,也可用镍氢电池、镍锡电池、锂电池或 超级电容器。当需要大容量电能存储时,就需要 将多只蓄电池串、并联起来构成蓄电池组。

? 1、长寿命:
2、充放电效率高: 3、自放电率低: 4、深放电能力强: 5、少维护或免维护 6、工作温度范围宽,特别适合于较 低温度条件的使用 7、便于安装。

3.光伏控制器
? 太阳能光伏控制器的作用是控制整个系统
的工作状态,其功能主要有;防止蓄电池 过充电保护、防止蓄电池过放电保护、系 统短路保护、系统极性反接保护、夜间防 反充保护等。在温差较大的地方,控制器 还具有温度补偿的功能。另外控制器还有 光控开关、时控开关等工作模式,以及充 电状态、蓄电池电量等各种工作状态的显 示功能。

? 光伏控制器一般分为小功率、中功率、大
功率和风光互补控制器等。

?

光伏控制器

4.交流逆变器
? 交流逆变器是把太阳能电池组件或者蓄电
池输出的直流电转换成交流电供应给电网 或者交流负载使用的设备 .逆变器按运行方 式可分为独立运行逆变器和并网逆变器。 独立运行逆变器用于独立运行的太阳能发 电系统,为独立负载供电。并网逆变器用 于并网运行的太阳能发电系统 .

5.光伏发电系统附属设施
? 光伏发电系统的附属设施包括直流配线系
统、交流配线系统、运行监控和监测系统、 防雷和接地系统等。

一、独立(离网)光伏发电系统

二、并网光伏发电系统

独立(离网)光伏发电系统
? 太阳能光伏发电系统的核心部件是太阳能
电池板,它将太阳光的光能直接转化成电 能,并通过控制器把太阳能电池产生的电 能储存于蓄电池中,当负载用电时,蓄电 池中的电能通过控制器合理地分配到各负 载上。太阳能电池所产生的电流为直流 电,可以直接以直流电的形式应用,也可 以用交流逆变器将其转换成为交流电,供

? 交流负载使用。太阳能发电的电能可以即
发即用,也可以用蓄电池等储能装置将电 能储存起来,在需要时使用。

1、无蓄电池直流光伏系统
? 该系统的特点是用电负载是直流负载,对
负载使用时间没有要求,负载主要在白天 使用。太阳能电池与用电负载直接连接, 有阳光时就发电供负载工作,无阳光时就 停止工作。系统不需要使用控制器,也没 有蓄电池储能装置。该系统的优点是省去 了能量通过控制器及在蓄电池的存储和释 放过程中造成的损失,提高了太阳能的利

? 用效率。这种系统最典型的应用是太阳能
光伏水泵。

2、有蓄电池的直流光伏发电系统
? 该系统由太阳能电池、充放电控制器、蓄
电池以及直流负载等组成。有阳光时,太 阳能电池将光能转化为电能供负载使用, 并同时向蓄电池存储电能。夜间或阴雨天 时,则由蓄电池向负载供电。当系统容量 和负载功率较大时,就需要配置太阳能电 池方阵和蓄电池组了。

太阳能灯具的工作原理
太阳能灯具利用太阳电池组件发电、蓄电池 储电,控制器控制蓄电池的充放电来工作的 。控制器分为光控和时控两种。白天,当阳 光照射到太阳电池表面,太阳电池的光伏效 应产生电能,通过导线传送到控制器,控制 器通过三极管来调节蓄电池的充电电压进行 充电;夜晚,光线逐渐减弱,太阳电池的工 作电压、工作电流不断下降,当工作电流小 于控制器规定的充电电流时,太阳电池充电 结束,同时放电开始,直到第二天太阳电池 产生的电流大于控制器规定的的电流时,放

? 电结束,充电开始,由此不断循环(光控
控制器)。而时控则通过其内部时钟来控 制灯的工作时间,灯具工作原理如图:

3、交直流混合光伏发电系统
? 交直流混合光伏发电系统多了一个交流逆
变器,用以把直流电转换成交流电,为交 流负载提供电能,交直流混合系统既能为 直流负载供电,也能为交流负载供电。

? 目前它主要用于无电网的边远地区及人口
分散地区。

4、市电互补型光伏发电系统
? 所谓市电互补光伏发电系统,就是在独立
光伏发电系统中以太阳能光伏发电为主, 以普通220V交流电补充电能为辅。这样光 伏发电系统中太阳能电池和蓄电池的容量 都可以设计得小一些,基本上是当天有阳 光,当天就用太阳能发的电,遇到阴雨天 时就用市电能量进行补充。这种形式既减 少了太阳能光伏发电系统的一次性投资, 又有显著的节能减排效果,是太阳能光伏

? 发电在现阶段推广和普及过程中的一个过
渡性的好办法。

并网光伏发电系统
? 并网型光伏发电系统由太阳能电池组件方
阵将光能转变成电能,并经直流配电箱进 入并网逆变器,有些类型的并网型光伏系 统还要配置蓄电池组存储直流电能。并网 逆变器由充放电控制、功率调节、交流逆 变、并网保护切换等部分构成。经逆变器 输出的交流电供负载使用,多余的电能通 过电力变压器等设备馈入公共电网(称为

? 卖电)。当并网光伏系统因天气原因发电 ? 不足或自身用电量偏大时,可由公共电网
向交流负载供电(称为买电)。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,还可以利用计算机网络系 统远程传输控制和显示数据。

?

1、有逆流并网光伏发电系统
? 当太阳能光伏系统发出的电能充裕时,可
将剩余电能馈入公共电网,向电网供电 (卖电),当太阳能光伏系统提供的电力 不足时,由电网向负载供电(买电)。由 于向电网供电时与电网供电的方向相反, 所以称为有逆流光伏发电系统。

?

2、无逆流并网光伏发电系统
? 及时发电充裕也不向公共电网供电,但当
太阳能光伏发电系统供电不足时,则由公 共电网向负载供电。

?

3、切换型并网光伏发电系统
? 所谓切换型并网光伏发电系统,实际上是
具有自动运行双向切换的功能。一是当光 伏发电系统因多云,阴雨天及自身故障等 导致发电量不足时,切换器能自动切换到 电网供电一侧,由电网向负载供电;二是 当电网因为某种原因突然停电时,光伏系 统可以自动切换使电网与光伏系统分离, 成为独立光伏发电系统工作状态。有些切

? 换型光伏发电系统,还可以在需要时断开
为一般负载的供电,接通对应急负载的供 电。一般切换型并网光伏发电系统都带有 储能装置。

光伏发电系统
太阳能光伏发电系统由太阳电池方阵、充放电控制器、 蓄电池、直流 /交流逆变器等部分组成。如图所示,虚线 连接的是可能的选择: 直流负载
太阳能 方阵

控制器

直流/交 流逆变 器
充电控 制器

交流负载 并网发电 发电机

蓄电池 组

光伏系统的广泛应用

大型光伏并网发电系统
? 该种光伏发电站无需蓄电池蓄能,政府通过对太
阳能光伏发电收购价格的扶持,倡导环保绿色电 力。

大型光伏并网发电系统
连接器

太阳电池方阵 连接器

深圳第五届中国国际园林花卉博览会1MW太阳能 并网发电系统

并网发电

并网逆变器

系统装置 太阳电池方阵 并网逆变器





321KW 分组控制

屋顶光伏并网发电系统
该系统适用于独立节能别墅、公寓等 ,通过享受卖电与买电的差价,享受更 合理的建造成本优势。
卖电表
直流负载

太阳电池方阵

并网逆变器

个人电脑

并网发电

买电表
打印机

系统装置 太阳电池方阵 并网逆变器





3KW 5KW

白天发电产生电能卖给公用电网, 晚上从公用电网买电。

建筑一体化光伏发电系统
该光伏玻璃幕墙结构在建筑上的应用,不仅达到了传统幕墙的功能,更具备光伏 发电特性,是一种节能、环保的建材。 产品特点: ?美观,采光性好 ?有效利用闲娱场所 ?可作为墙壁材料、 屋顶材料直接使用 ?便于施工

光伏玻璃幕墙建筑
连接器

太阳电池方阵 卖电表 连接器

并网逆变器 并网发电 买电表 说 明

系统装置 太阳电池方阵 并网逆变器

20KW 分组控制

能够满足整幢建筑的部分用电。

户外公共设施太阳能供电系统
太阳能光伏发电普遍应用于免开凿路面, 无需预先拉线的城市户外公用设施上 ,环保、节能且成本低。已形成了太阳能公交站台灯箱、太阳能书报亭、太阳能小 区楼道灯等户外公用设施系列产品。

太阳能公交站台灯箱

太阳电池方阵

灯箱照明

控制器

蓄电池组 说 明

该太阳能系统适用城市公交站台广 告灯箱的照明电力供应。

系统装置 太阳电池方阵 控制器 蓄电池

600W 可预防过充 可预防过放 600Ah/12V

白天发电产生的电能供晚间灯箱照明。

太阳能书报亭

太阳电池方阵

照明

通风

控制器

蓄电池组

户外公共设施太阳能光伏供电是高科技 绿色环保产品, 无须铺设电线和人工管理 ,是美化城市、 方便市民的又一新型公用 设施,图为太阳能光伏供电书报亭。

系统装置 太阳电池方阵 控制器 蓄电池





150W 可预防过充 可预防过放 150Ah/12V

太阳能公用楼道、楼牌号照明系统

照明 太阳电池方阵 三区 2单元 6号

控制器

蓄电池组 说 明

该系统用于大楼应急电源、楼道灯、荧 光灯楼号牌、开门对讲机的太阳能电力, 不仅可以解决公共用电的管理问题,而且 可以利用绿色能源提高建筑物的品位。。

系统装置 太阳电池方阵 控制器 蓄电池

600W 可预防过充 可预防过放 600Ah/12V

白天发电产生的电能供晚间灯箱照明。

光伏在通讯及交通警示领域的应用
太阳能光伏发电在通讯领域的应用保证了通讯基站、中继站、直放站的电力供应 ,体现了太阳能光伏发电无人值守、高效稳定运行的优点,广泛用于现代化通讯领域 。

GSM通讯中继站太阳能光伏供电系统

太阳电池方阵 信号加强器

控制器

蓄电池组 说 明

太阳能光伏发电系统在通讯领域的应用十 分广泛,每天连续24小时的太阳光伏电力供 应,保证了通讯设施稳定连续工作的高要求 。

系统装置 太阳电池方阵 蓄 电 池 控制器

2.5KW(500W-8KW) 1200Ah/48V 可预防过充 可预防过放

直放站系统用太阳能电源系统

直放站系统用太阳能电源系统

一点多址微波通信太阳能电源系统

太阳能航标灯电源系统、灯塔电源系统

太阳电池方阵 警示灯

控制器 系统装置 太阳电池方阵 蓄 电 池 控制器

蓄电池组 说 明

40W 50Ah/12V 可预防过充 可预防过放

太阳能航标灯广泛应用于海洋、内河的航标 灯、无人值守航标灯塔等,运行安全可靠。

太阳能交通信号灯

太阳能光伏发电在交通信号上的广泛应用避免 了铺设供电线路和开凿路面的工作,直接架设 ,成本低廉,方便安装与使用。

系统装置 太阳电池方阵 蓄 电 池





40W 50Ah/12V

太阳能黄闪灯

太阳电池方阵 警示灯

控制器

蓄电池组 说 明

太阳能黄闪灯广泛应用于道路交叉路口,能 有效的起到警示慢速的作用,避免交通事故 ,可靠性高,使用寿命长。

系统装置 太阳电池方阵 蓄 电 池 控 制 器

10W 50Ah/12V 可预防过充 可预防过放

光伏发电在农村及牧民区的应用
太阳能光伏发电给偏远地区的牧民、乡村居民的生活、畜牧生产、农业生产、家畜饲 养、灌溉、教育、医疗设施带来福音。

独立光伏供电系统
控制器

太阳电池方阵

照明

逆变器

蓄电池组 医疗设备 、 电视机 系统装置 太阳电池方阵 蓄 电 池 逆 变 器 控 制 器 说 明

该系统可供无电地区或电力不稳定地区的医 疗设备、远程电化教育设备等的太阳能光伏 电力。

1KW 400Ah/48V 3KW 可预防过充 可预防过放

太阳能光伏水泵配套电源系统

太阳电池方阵

太阳能水泵控制器

水泵 系统装置 太阳电池方阵 太阳能 水泵控制器 说 明

该太阳能水泵系统能够从河流、深井中汲水 ,以供居民生活和牲畜用水及灌溉等之用。

–2KW 200W 200W– 可预防过充 可预防过放

白天发电可供水泵汲水。

太阳能在牧民区及乡村的应用

蓄电池组 太阳电池方阵 逆变器

控制器 系统装置 太阳电池方阵

电视机 照明 说 明

160W 160Ah/12V 300W 可预防过充 可预防过放

乡村电力系统能为常规能源难以利用的地区 提供电力。边远的乡村也能通过太阳能来驱 动几乎所有电力设施,改善生活质量。

蓄 电 池 逆 变 器 控 制 器

白天发电可供晚间照明。

谢谢!


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