基于交流母線技術(shù)的光伏發(fā)電獨立供電系統(tǒng)

基于交流母線技術(shù)的光伏發(fā)電獨立供電系統(tǒng)系統(tǒng)簡介你也許不知道，今天，全世界仍有16億人口沒有充足的電力供給。通過公共電網(wǎng)為偏遠(yuǎn)地區(qū)供電，由于輸送距離長、投資大而不具有經(jīng)濟性。因此必須尋找其他電力供給方式。太陽能光伏發(fā)電由于無噪聲、無污染、極低的運行本錢以及長達25年的使用壽命，已經(jīng)成為獨立供電系統(tǒng)的主要選擇。而且，由于技術(shù)進步及大規(guī)模制造，太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)變得越來越具有經(jīng)濟性。南京東源電力科技提供的太陽能光伏發(fā)電獨立供電系統(tǒng)可以很容易地滿足各種獨立供電需求。SMA的獨立運行雙向逆變器SunnyIsland與蓄電池一起，構(gòu)成了標(biāo)準(zhǔn)的交流電網(wǎng)，包括用電負(fù)荷和發(fā)電電源在內(nèi)的設(shè)備都可以在交流側(cè)并接。SMA開創(chuàng)的交流母線并接技術(shù)以及由SunnyIsland管理系統(tǒng)運行的技術(shù)，為遠(yuǎn)離公共電網(wǎng)和電網(wǎng)不穩(wěn)定的供電都提供了非常好的解決方案。此外，光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機、柴油發(fā)電機、水力發(fā)電機或熱電混合電站都可以在電網(wǎng)交流側(cè)并接在一起，不僅節(jié)省了昂貴的直流電纜，也為系統(tǒng)設(shè)置提供了更大的靈活性。這樣組成的獨立供電系統(tǒng)能滿足多種需求，實施起來快速而且沒有技術(shù)難題。SMA的獨立供電系統(tǒng)已在全世界安裝了1000多套，由此積累的豐富經(jīng)驗可為各種復(fù)雜應(yīng)用提供堅實的解決方案。系統(tǒng)組成-

太陽能電池板光伏技術(shù)主要分為兩大類：晶體硅電池與薄膜電池。獨立光伏系統(tǒng)主要使用晶體硅電池組件，有單晶硅組件和多晶硅組件。單晶電池的轉(zhuǎn)換率最高〔入射光轉(zhuǎn)換率約為18%〕，但其復(fù)雜的制造工藝導(dǎo)致產(chǎn)品的價格略貴。多晶電池的生產(chǎn)本錢較低，但其效率略低〔入射光轉(zhuǎn)換率約為14%〕。-

逆變器逆變器是光伏發(fā)電的核心設(shè)備，它將太陽能電池板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的交流電。逆變器的品質(zhì)好壞決定了發(fā)電效率的大小。逆變器有并網(wǎng)逆變器〔單向〕與獨立逆變器〔雙向〕之分，獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)主要使用雙向逆變器，典型如SMA的SunnyIsland5048。德國SMA是全球第一大光伏逆變器品牌，產(chǎn)品齊全，品質(zhì)可靠，在國內(nèi)各種類型的光伏發(fā)電工程中有廣泛應(yīng)用。SunnyIsland5048是SMA獨立逆變器的主要產(chǎn)品，使用SI5048可以組成3-100kW的獨立供電系統(tǒng)，調(diào)試可在幾分鐘之內(nèi)完成。運行所需設(shè)置簡單快速。SI5048在應(yīng)用過程中非常靈活，而且系統(tǒng)擴容簡單易行。其創(chuàng)新冷卻通風(fēng)技術(shù)OptiCool，可確保逆變器高效率運行。SI5048SI5048可通過MulticlusterBox多集群箱與發(fā)電單元、負(fù)載組成混合系統(tǒng)-

直流充電控制器〔可選〕獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的用電負(fù)荷主要集中在晚上，這就要求蓄電池屆時有充足的能量供給。通過直流充電器可直接將光伏電池板產(chǎn)生的直流電充入蓄電池組，以滿足額外的電力需求。這就防止了屢次的交-直流轉(zhuǎn)換帶來的能量損失。SMA的直流充電器SunnyIslandCharger40功能非常強大：寬范圍的直流輸入電壓可適用于幾乎所有光伏組件；集成MPP跟蹤功能，使得能量轉(zhuǎn)換效率比常規(guī)充電控制器提高15～30%；寬溫工作范圍〔-25℃～60℃〕滿足嚴(yán)酷工況。其獨特之處還在于，最多4個SIC40可并行工作，與蓄電池組一起形成直流母線，使系統(tǒng)可靈活增減光伏發(fā)電單元。-

蓄電池獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置主要是蓄電池，能夠和太陽能電池板配套使用的蓄電池種類很多，目前廣泛采用的有鉛酸免維護蓄電池、普通鉛酸蓄電池和堿性鎳鎘蓄電池三種。國內(nèi)目前主要使用鉛酸免維護蓄電池，因為其固有的免維護特性及對環(huán)境較少污染的特點，很適合用于要求系統(tǒng)可靠運行的獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)，特別是無人值守環(huán)境下。-

獨立系統(tǒng)管理不同與其他獨立系統(tǒng)解決方案所單獨提供的系統(tǒng)管理與控制單元，SMA通過SI5048雙向逆變器直接進行系統(tǒng)的管理與控制。SI5048是獨立供電系統(tǒng)的核心設(shè)備，它與蓄電池一起構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的交流電網(wǎng)。作為交流電網(wǎng)的管理者，SI5048負(fù)責(zé)所有系統(tǒng)控制過程，并確保持續(xù)的電力供給。它具有智能化的蓄電池運行管理功能，實時計算充放電狀態(tài)，確保系統(tǒng)最長運行壽命。系統(tǒng)原理對于所有的獨立供電系統(tǒng)，能夠進行簡單經(jīng)濟的擴容是其中的關(guān)鍵點。另外，不同設(shè)備與系統(tǒng)的連接方式也很重要。以雙向逆變器SunnyIsland為核心組成交流母線并接系統(tǒng)，可以將各種類型的發(fā)電單元或負(fù)載都連接到同一母線系統(tǒng)上。這樣，無論增加負(fù)載，還是增加發(fā)電單元〔例如增加風(fēng)機以形成風(fēng)光互補系統(tǒng)〕，系統(tǒng)都能夠隨意擴容。SunnyIsland與蓄電池組連接，通過控制交流端電壓和頻率組成交流電網(wǎng)。獨立系統(tǒng)的所有設(shè)備，包括負(fù)載或電源(例如SunnyBoy光伏逆變器)都連接在這個交流母線上。發(fā)電量比擬高的時間段內(nèi)(如白天輻射較強，或者負(fù)載耗電較少時)，SunnyIsland可以將母線中的多余電量充到蓄電池中。在用電較多的時間段內(nèi)(如晚上或者負(fù)載耗電較多時)，SunnyIsland可以將蓄電池存儲的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，送入交流母線中。系統(tǒng)特點-

交流母線系統(tǒng)的靈活性由于太陽能組件和蓄電池都是直流電源，傳統(tǒng)的做法需盡可能地將二者就近安裝在一起以降低電能損耗，但現(xiàn)場安裝環(huán)境往往不允許這樣的組網(wǎng)方式。SMA提供了解決這一問題的思路，即采用交流母線系統(tǒng)：在完全交流耦合系統(tǒng)中，與其在發(fā)電端構(gòu)建昂貴的直流電網(wǎng)，不如使用太陽能逆變器將其轉(zhuǎn)換為交流電并輸送至已經(jīng)存在的獨立交流電網(wǎng)中。該方案有很多優(yōu)勢：因為太陽能發(fā)電單元和蓄電池之間的距離已不成問題，電站規(guī)劃更加簡單靈活；由于電流安培數(shù)較低，使用的是交流電壓技術(shù)，所以電能損耗大為降低；太陽能利用率更高，尤其是在一天中的頂峰使用期；充分利用電網(wǎng)連接中的技術(shù)優(yōu)點，例如優(yōu)化的MPP跟蹤過程、高轉(zhuǎn)換效率等。-

系統(tǒng)整體優(yōu)勢供電品質(zhì)由SunnyIsland組成的獨立供電系統(tǒng)具有完美的正弦波電壓、高過載兼容性和卓越的可靠性。系統(tǒng)建設(shè)建設(shè)獨立供電系統(tǒng)需要的所有設(shè)備，東源電力都可以打包提供。系統(tǒng)監(jiān)測SunnyIsland系列產(chǎn)品與所有SMA通訊產(chǎn)品兼容。系統(tǒng)監(jiān)測方式有很多，包括現(xiàn)場監(jiān)測和通過在線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)效勞器SunnyPortal進行遠(yuǎn)程監(jiān)測等。運行能力交流母線并接技術(shù)增強了發(fā)電電源的供電能力。當(dāng)出現(xiàn)太陽光強輻射時，SunnyIsland提供的電力與光伏發(fā)電單元輸出的電力合并到一起，從而增加系統(tǒng)的總輸出能力。擴容能力只需要多連接幾臺設(shè)備，由SunnyIsland構(gòu)成的獨立供電系統(tǒng)就可以從單相擴容成三相。根據(jù)不同的電力需求，系統(tǒng)擴容可以逐步進行。應(yīng)用范圍小區(qū)公共照明醫(yī)院和科研院所等應(yīng)急供電電信和通訊基站供電家庭、辦公和工廠的備用電源牧民、山區(qū)居民獨立發(fā)電系統(tǒng)〔生活照明和娛樂等用途〕邊防哨所、海島部隊獨立發(fā)電系統(tǒng)〔小型裝備和生活用電等〕野戰(zhàn)部隊獨立發(fā)電系統(tǒng)〔軍營生活照明和辦公設(shè)施使用等〕獨立型別墅、公寓發(fā)電系統(tǒng)其他偏遠(yuǎn)地區(qū)或野外地形的商業(yè)/軍事/民用太陽能獨立發(fā)電系統(tǒng)典型業(yè)績離網(wǎng)獨立運行光伏系統(tǒng)KFW德國政府援助工程新疆1期、2期系統(tǒng)容量429kWpKFW德國政府援助工程云南1期、2期系統(tǒng)容量