光伏發(fā)電系統(tǒng)概述_圖文

1、光伏發(fā)電系統(tǒng)概述編輯:梅國軍日期:20151207電源網(wǎng) ID:墻角梅香一、光伏電站類型1.1、分布式光伏電站:分布式光伏電站是指在用戶所在地或附近建設(shè)運行,按照其規(guī)模及應(yīng)用場合,可劃分 為:戶用型光伏電站(圖一、BIPV 建筑型光伏電站(圖二、農(nóng)業(yè)型光伏電站(圖三、工商業(yè)型光伏電站(圖四。其發(fā)電系統(tǒng)電氣組配形式有:1光伏組件單板+微型并網(wǎng)逆變器(圖 G2光伏組件陣列+組串型并網(wǎng)逆變器(圖 B3光伏組件陣列+直流匯流箱+組串型并網(wǎng)逆變器(圖 C4光伏組件陣列+組串型并網(wǎng)逆變器+交流配電柜(圖D 戶用型光伏電站 圖一 圖二 工商業(yè)型光伏電站1.2、集中式光伏電站:集中式光伏電站是指充分利用大片各

2、類未利用地區(qū)和相對穩(wěn)定豐富的太陽能資源構(gòu)建 中、大型光伏電站,以地面電站為主,地面光伏電站是目前在中國應(yīng)用最為廣泛的光伏電站應(yīng)用形式之一,主要應(yīng) 用形式包括:地面光伏電站(圖五,山林光伏電站(圖六、水上光伏電站(圖七等。其發(fā)電系統(tǒng)電氣組配形式為: 光伏組件陣列+直流匯流箱+直流配電柜+集中型并網(wǎng)逆變器+交流配電柜(圖九 地面光伏電站 圖三 圖四圖五 水上光伏電站二、光伏并網(wǎng)逆變器類型2.1、集中型光伏逆變器(圖八集中逆變器一般用與大型光伏發(fā)電站(10kW的系統(tǒng)中,很多并行的光伏組串被連到同一臺集中逆變器的直 流輸入端,一般功率大的使用三相的 IGBT 功率模塊,功率較小的使用場效應(yīng)晶體管,同時

3、使用 DSP 轉(zhuǎn)換控制器來 改善所產(chǎn)出電能的質(zhì)量,使它非常接近于正弦波電流。最大特點是系統(tǒng)的功率高,成本低。但受光伏組串的匹配和 部分遮影的影響,導(dǎo)致整個光伏系統(tǒng)的效率和電產(chǎn)能偏低。同時整個光伏系統(tǒng)的發(fā)電可靠性受某一光伏單元組工作 狀態(tài)不良的影響。 圖六圖七集中型光伏并網(wǎng)逆變器 集中型逆變器應(yīng)用示意圖 集中型與組串型逆變器應(yīng)用區(qū)別2.2、組串型光伏逆變器(圖 A組串逆變器已成為現(xiàn)在國際市場上最流行的逆變器。組串逆變器是基于模塊化概念基礎(chǔ)上的,每個光伏組串 (1kW-5kW通過一個逆變器,在直流端具有最大功率峰值跟蹤,在交流端并聯(lián)并網(wǎng)。許多大型光伏電廠使用組串 逆變器。優(yōu)點是不受組串間模塊差異和

4、遮影的影響,同時減少了光伏組件最佳點與逆變器不匹配的情況,從而增加 了發(fā)電量。技術(shù)上的這些優(yōu)勢不僅降低了系統(tǒng)成本,也增加了系統(tǒng)的可靠性。同時,在組串間引入“主-從”的概 念, 使得在系統(tǒng)在單串電能不能使單個逆變器工作的情況下, 將幾組光伏組串聯(lián)系在一起, 讓其中一個或幾個工作, 從而產(chǎn)出更多的電能。最新的概念為幾個逆變器相互組成一個“團隊”來代替“主-從”的概念,使得系統(tǒng)的可靠 圖八 圖九圖十性又進了一步。目前,無變壓器式組串逆變器已占了主導(dǎo)地位。 組串型光伏并網(wǎng)逆變器組串型光伏逆變器應(yīng)用示意圖 組串型光伏逆變器應(yīng)用示意圖 圖 A 圖 B 圖 C組串型光伏逆變器應(yīng)用示意圖2.3、多組串型光伏逆

5、變器(多路優(yōu)化器并入一個并網(wǎng)逆變器 多組串逆變是取了集中逆變和組串逆變的優(yōu)點,避免了其缺點,可應(yīng)用于幾千瓦的光伏發(fā)電站。在多組串逆變 器中,包含了不同的單獨的功率峰值跟蹤和直流到直流的轉(zhuǎn)換器,這些直流通過一個普通的直流到交流的逆變器轉(zhuǎn) 換成交流電,并網(wǎng)到電網(wǎng)上。光伏組串的不同額定值(如:不同的額定功率、每組串不同的組件數(shù)、組件的不同的 生產(chǎn)廠家等等、不同的尺寸或不同技術(shù)的光伏組件、不同方向的組串(如:東、南和西、不同的傾角或遮影, 都可以被連在一個共同的逆變器上,同時每一組串都工作在它們各自的最大功率峰值上。同時,直流電纜的長度減 少、將組串間的遮影影響和由于組串間的差異而引起的損失減到最小。

6、樣件及示意圖如組串型逆變器樣件與示意圖 2.4、微型(組件光伏逆變器(圖 E/F 微型或組件型光伏逆變器是將每個光伏組件與一個逆變器相連,同時每個組件有一個單獨的最大功率峰值跟 蹤,這樣組件與逆變器的配合更好。通常用于 50W 到 400W 的光伏發(fā)電站,總效率低于組串逆變器。由于是在交流 處并聯(lián),這就增加了交流側(cè)的連線的復(fù)雜性,維護困難。另一需要解決的是怎樣更有效的與電網(wǎng)并網(wǎng),簡單的辦法 是直接通過普通的交流電插座進行并網(wǎng),這樣就可以減少成本和設(shè)備的安裝,但往往各地的電網(wǎng)的安全標準也許不 允許這樣做,電力公司有可能反對發(fā)電裝置直接和普通家庭用戶的普通插座相連,需加裝雙向交流電表。微型并網(wǎng)逆變

7、器圖 D圖 E/F 微型逆變器應(yīng)用示意圖 微型逆變器應(yīng)用示意圖 微型逆變器安裝示意圖微型逆變器安裝示意圖圖 G 圖 H 圖 J 圖 I三、光伏組件3.1、光伏組件結(jié)構(gòu)太陽能電池組件構(gòu)成及各部分功能:1 鋼化玻璃 其作用為保護發(fā)電主體(如電池片,透光其選用是有要求的, 1. 透光率必須高(一般 91%以 上; 2. 超白鋼化處理2 EVA 用來粘結(jié)固定鋼化玻璃和發(fā)電主體(如電池片,透明 EVA 材質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到組件的壽命,暴 露在空氣中的 EVA 易老化發(fā)黃,從而影響組件的透光率,從而影響組件的發(fā)電質(zhì)量除了 EVA 本身的質(zhì)量外,組件 廠家的層壓工藝影響也是非常大的,如 EVA 膠連度不達標

8、, EVA 與鋼化玻璃、背板粘接強度不夠,都會引起 EVA 提早老化,影響組件壽命。3 電池片 常用的兩種規(guī)格 125*125mm、 156*156mm或由激光切割機機或鋼線切割機切割開的不同規(guī)格的 太陽能電池組合在一起構(gòu)成。主要作用就是發(fā)電,發(fā)電主體市場上主流的是 晶體硅 太陽電池片、 薄膜 (柔性 太陽能 電池片 (圖 O/P,兩者各有優(yōu)劣:晶體硅太陽能電池片設(shè)備成本相對較低,光電轉(zhuǎn)換效率高,但消耗及電池片成本 也很高,應(yīng)用于室外發(fā)電;薄膜太陽能電池相對設(shè)備成本較高,但消耗和電池成本很低,其光電轉(zhuǎn)化效率相對晶體 硅電池片一半多點,但弱光效應(yīng)非常好,現(xiàn)主流應(yīng)用于 BIPV 建筑型光伏發(fā)電(圖二,圖 Q 。4 EVA 作用如上,主要粘結(jié)封裝發(fā)電主體和背板5 背板 作用,密封、絕緣、防水(一般都用 TPT 、 TPE 等材質(zhì)必須耐老化,大部分組件廠家質(zhì)保都是 25年,鋼化玻璃,鋁合金一般都沒問題,關(guān)鍵就在與背板和硅膠是否能達到要求。6 鋁合金 保護層壓件,起一定的密封、支撐作用7 接線盒 保護整個發(fā)電系統(tǒng),起到電流中轉(zhuǎn)站的作用,如果組件短路接線盒自動斷開短路電池串,防止燒 壞整個系統(tǒng)接線盒中最關(guān)鍵的是二極管的選用,根據(jù)組件內(nèi)電池片的類型不同,對應(yīng)的二極管也不相同8 硅膠 密封作用,用來密封組件與