《光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝技能模塊》課件-項(xiàng)目一 光伏發(fā)電基礎(chǔ)知識(shí)

1.光伏發(fā)電概述光伏發(fā)電概述人類(lèi)利用太陽(yáng)能的歷史可以追溯到人類(lèi)起源時(shí)代。全球氣候變暖人類(lèi)生態(tài)環(huán)境惡化常規(guī)能源資源短缺光伏發(fā)電快速進(jìn)入電力市場(chǎng)光伏發(fā)電原理及特點(diǎn)太陽(yáng)能電池就是一塊大面積的p-n結(jié)，基于光生伏特效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)化為電能。轉(zhuǎn)換效率15%左右。太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理圖1-2太陽(yáng)能電池的發(fā)電原理和結(jié)構(gòu)1-柵線電極；2-減反射膜；3-擴(kuò)散區(qū)；4-基區(qū)；5-底電極太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理及特點(diǎn)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)分布廣—陽(yáng)光普照大地；無(wú)污染—最潔凈能源；易接受—建設(shè)周期短，簡(jiǎn)單方便；能源巨大—地表年接受太陽(yáng)能=130萬(wàn)噸標(biāo)煤能；長(zhǎng)久—永不枯竭，太陽(yáng)能可維持100億年，超過(guò)地球壽太陽(yáng)能光伏發(fā)電原理及特點(diǎn)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的特點(diǎn)缺點(diǎn)分散性—能量密度低；不穩(wěn)定性—隨季節(jié)、天氣、晝夜變化，并網(wǎng)麻煩；地域依賴性強(qiáng)；效率低、成本高—光電轉(zhuǎn)換效率~15%；1~2元/kW

h。光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與應(yīng)用一太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成1.獨(dú)立太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成圖1-3獨(dú)立太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)構(gòu)成光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與應(yīng)用獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)目前面臨以下三個(gè)問(wèn)題：（1）能量密度和整體利用效率較低，前期投資較大；（2）獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置-鉛酸蓄電池初始成本高（占25%左右），運(yùn)行成本也大；（3）供電穩(wěn)定性、可靠性差。光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與應(yīng)用圖1-4戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)目前面臨以下三個(gè)問(wèn)題：光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與應(yīng)用一太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)圖1-5并網(wǎng)型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)工作原理光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與應(yīng)用一太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成2.并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)圖1-5并網(wǎng)型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與應(yīng)用到2050年中國(guó)的光伏裝機(jī)將達(dá)到2000GW，年發(fā)電量達(dá)2600TWh，占全國(guó)總發(fā)電量的26%。隨著現(xiàn)代工藝技術(shù)的進(jìn)步，光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率將逐年提高，發(fā)電成本將會(huì)大幅度下降，以至于光伏發(fā)電的價(jià)格在一定程度上會(huì)低于常規(guī)電價(jià)。根據(jù)規(guī)劃預(yù)測(cè)2.離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)1定義：光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程.光伏系統(tǒng)按是否與公共電網(wǎng)連接可分為：離網(wǎng)光伏系統(tǒng)(獨(dú)立光伏系統(tǒng))并網(wǎng)光伏系統(tǒng).離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)光伏系統(tǒng)就是與公共電網(wǎng)沒(méi)有連接的發(fā)電系統(tǒng),這種系統(tǒng)一般帶有蓄電池、直接接入負(fù)載、可獨(dú)立運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng)。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)問(wèn)：離網(wǎng)式光伏系統(tǒng)由哪些部件組成？離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)2離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：一套基本的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)能電池方陣、光伏控制器、儲(chǔ)能電池等組成，若要為交流負(fù)載供電，還需要配置交流逆變器。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)3各部件的功能：太陽(yáng)電池板太陽(yáng)電池板的作用是將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成直流電，供負(fù)載使用或存貯于蓄電池內(nèi)備用。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)3各部件的功能：控制器在太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)中，控制器的基本作用是為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩(wěn)、高效的為蓄電池充電，并在充電過(guò)程中減少損耗、盡量延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命；同時(shí)保護(hù)蓄電池，避免過(guò)充電和過(guò)放電現(xiàn)象的發(fā)生。在不同類(lèi)型的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，充電控制器不盡相同，其功能多少及復(fù)雜程度差別很大，充電控制器主要由電子元器件、儀表、繼電器、開(kāi)關(guān)等組成。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)3各部件的功能：逆變器：逆變器的作用就是將太陽(yáng)能電池方陣和蓄電池提供的低壓直流電逆變成220伏交流電，供給交流負(fù)載使用。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)3各部件的功能：蓄電池組：蓄電池組是將太陽(yáng)電池方陣發(fā)出直流電貯存起來(lái)供負(fù)載使用。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，電池處于浮充放電狀態(tài)，夏天日照量大，除了供給負(fù)載用電外，還對(duì)蓄電池充電。在冬天日照量少時(shí)，這部分貯存的電能逐步放出。白天太陽(yáng)能電池方陣給蓄電池充電，同時(shí)方陣還要給負(fù)載用電，晚上負(fù)載用電全部由蓄電池供給。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：白天在太陽(yáng)光的照射下，太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)生直流電壓，把光能轉(zhuǎn)化為電能，再傳送給控制器，控制器將一部分電能傳送到逆變器，并轉(zhuǎn)換為交流電，對(duì)交流負(fù)載進(jìn)行供電，一部分對(duì)蓄電池進(jìn)行充電儲(chǔ)存，以供需要時(shí)使用。3.并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)1.并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)定義：并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)就是與公共電網(wǎng)相連接，且共同承擔(dān)供電任務(wù)的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)2.并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)類(lèi)型：集中式大型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)分散式中小型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電能被直接輸送到電網(wǎng)上，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。投資巨大，建設(shè)期長(zhǎng)，需要復(fù)雜的控制和配電設(shè)備，并要占用大片土地，因而受到一定制約。所發(fā)的電能直接分配到用戶的用電負(fù)載上，多余或不足的電力通過(guò)連接電網(wǎng)來(lái)調(diào)節(jié)。建設(shè)容易，投資不大，許多國(guó)家又相繼出臺(tái)了一系列激勵(lì)政策，因此備受人們青睞，發(fā)展迅速，成為了主流。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)3.常見(jiàn)形式1.有逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)2.無(wú)逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)3.有儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)4.無(wú)儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)典型戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池方陣、并網(wǎng)逆變器和控制器3大部分構(gòu)成。1.太陽(yáng)能電池方陣并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)2.并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)逆變器是并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件和技術(shù)關(guān)鍵，它不僅可將太陽(yáng)能電池方陣發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并且還可對(duì)轉(zhuǎn)換的交流電的頻率、電壓、電流、相位、有功與無(wú)功、同步、電能品質(zhì)(電壓波動(dòng)、高次諧波)等進(jìn)行控制。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)3.太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置在大型并網(wǎng)光伏電站的工程建設(shè)中，采用太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置，可使光伏方陣始終保持與太陽(yáng)光線垂直，消除固定式光伏方陣的余弦損失，使光伏方陣接收更多的太陽(yáng)輻射能，提高發(fā)電量，從而降低發(fā)電成本，是一項(xiàng)值得積極推廣的技術(shù)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置雙軸跟蹤式準(zhǔn)雙軸跟蹤式單軸跟蹤式既跟蹤太陽(yáng)方位角又跟蹤仰角的跟蹤裝置。只跟蹤方位角不跟蹤仰角的跟蹤裝置。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)4.并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)工作原理：太陽(yáng)能電池方陣在太陽(yáng)光照射下產(chǎn)生直流電，經(jīng)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，供用電負(fù)