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1、太阳能光伏发电应用技术介绍太阳能光伏发电应用技术介绍 浙江昱辉阳光能源有限公司 研发部 刘朋 赵晓煌研发部 刘朋 赵晓煌 2010年年9月月6日日 1 光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 2 光伏发电系统分类光伏发电系统分类 3 光伏系统专有名词光伏系统专有名词 4 光伏并网系统设计要点光伏并网系统设计要点 01 光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 4光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 将太阳能转换为电能的 发电系统。其中包括方 阵子系统、功率平衡子 系统、储能子系统、配 电子系统等。 将太阳能转换为电能的 发电系统。其中包括方 阵子系统、功率平衡子 系统、储能子系统、配 电子系统等。 什么叫光伏发
2、电系统？什么叫光伏发电系统？ 5光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 在合适的使用方式下， 为用电设备提供持续电 力。 在合适的使用方式下， 为用电设备提供持续电 力。 光伏发电系统的作用？光伏发电系统的作用？ 6 光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 1 城 市 景 观 亮 化 及 照 明 城 市 景 观 亮 化 及 照 明 光伏发电系统的应用领域？光伏发电系统的应用领域？ 7光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 1 城市景观亮化及照明城市景观亮化及照明 太阳能照明同样可以应用于商业，如公交站台、广告 灯箱等。 太阳能照明同样可以应用于商业，如公交站台、广告 灯箱等。 8光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍
3、 2 光伏建筑一体化光伏建筑一体化 作为建筑元素的一部分，为建筑节能提供新的途径， 是今后光伏发展的方向！ 作为建筑元素的一部分，为建筑节能提供新的途径， 是今后光伏发展的方向！ 9光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 2 光伏建筑一体化光伏建筑一体化 光伏建筑一体化的应用主要集中在大型建筑物上，如 机场、酒店和其它一些需要低能耗的建筑物 光伏建筑一体化的应用主要集中在大型建筑物上，如 机场、酒店和其它一些需要低能耗的建筑物 10光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 3 偏远地区供电偏远地区供电 太阳能早期的应用主要集中在航标灯及灯塔的供电， 这是太阳应用最为成功的领域之一，目前我国的航标系统 的供电
4、已 太阳能早期的应用主要集中在航标灯及灯塔的供电， 这是太阳应用最为成功的领域之一，目前我国的航标系统 的供电已100%采用太阳能供电。采用太阳能供电。 11光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 3 偏远地区供电偏远地区供电 目前我国西部极少地区还没有用上电，太阳能是解决 上述问题的最佳途径。如送电到乡、送电到村、三江源项 目等。 目前我国西部极少地区还没有用上电，太阳能是解决 上述问题的最佳途径。如送电到乡、送电到村、三江源项 目等。 12光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 3 偏远地区供电偏远地区供电 在通讯领域，由于某些基站建设的地点是电网无法到达 的地区，使用柴油机发电维护费用又非常昂贵，使
5、用太阳 只能是唯一的选择。 在通讯领域，由于某些基站建设的地点是电网无法到达 的地区，使用柴油机发电维护费用又非常昂贵，使用太阳 只能是唯一的选择。 13光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 4 大型并网发电大型并网发电 并网发电 技术是光 伏发电大 面积推广 的基石， 在不久的 将来，光 伏发电将 取代火 电，成为 人类主要 的能源来 源之一。 并网发电 技术是光 伏发电大 面积推广 的基石， 在不久的 将来，光 伏发电将 取代火 电，成为 人类主要 的能源来 源之一。 14光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 4 大型并网发电大型并网发电 跟踪技术 是大型并 网发电经 常使用的 技术，可 以提高系
6、 统的发电 量，降低 单位功率 发电量的 跟踪技术 是大型并 网发电经 常使用的 技术，可 以提高系 统的发电 量，降低 单位功率 发电量的 成本成本 15光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 4 大型并网发电大型并网发电 西班牙南部 城市 西班牙南部 城市: Murcia 5MWp 本系统采用 双轴跟踪技 术，能够多 提供 本系统采用 双轴跟踪技 术，能够多 提供30%以 上发电量。 以 上发电量。 16光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 4 大型并网发电大型并网发电 在赤道附 近，只需 采用单轴 跟踪技 术。 在赤道附 近，只需 采用单轴 跟踪技 术。 17光伏发电系统介绍光伏发电系统介绍 5
7、军事及特殊领域军事及特殊领域 光伏发电 技术诞生 之际主要 应用于军 事领域， 如间谍卫 星、各种 航天器 等，然后 逐步民用 化 光伏发电 技术诞生 之际主要 应用于军 事领域， 如间谍卫 星、各种 航天器 等，然后 逐步民用 化 02 光伏发电系统分类光伏发电系统分类 19 光伏发电系统分类光伏发电系统分类 光伏发电系统按与电力系统之间的联系分 类，通常分为： 此外在以上两种系统之外比较特殊应用的 系统 光伏发电系统按与电力系统之间的联系分 类，通常分为： 此外在以上两种系统之外比较特殊应用的 系统 独立系统 并网系统 光伏扬水系统 独立系统 并网系统 光伏扬水系统 光伏发电系统分类光伏发
8、电系统分类 20 光伏发电系统分类光伏发电系统分类独立发电系统独立发电系统 光伏独立发电系统 光伏独立发电系统一般由五部分组成： 太阳电池方阵；控制器； 蓄电池；逆变器；负载 光伏独立发电系统一般由五部分组成： 太阳电池方阵；控制器； 蓄电池；逆变器；负载 21 光伏发电系统分类光伏发电系统分类独立发电系统独立发电系统控制器控制器 控制器 控制器控制器调节蓄电池组工作状态，保护蓄电池调节蓄电池组工作状态，保护蓄电池 1. 蓄电池过充保护蓄电池过充保护: - 阻止水分解气化阻止水分解气化- 酸溶液循环酸溶液循环 - 蓄电池得到适当的充电蓄电池得到适当的充电- 阻止夜晚的逆电流阻止夜晚的逆电流 2
9、. 蓄电池的过放保护蓄电池的过放保护 - 阻止深度放电阻止深度放电 - 阻止硫酸盐化作用阻止硫酸盐化作用- 阻止过电流和短路阻止过电流和短路 22 光伏发电系统分类光伏发电系统分类独立发电系统独立发电系统控制器控制器 串联型 并联型 串联型 并联型 MPPT型 分段充电型（ 型 分段充电型（PWM） 控制器类型分类 23 光伏发电系统分类光伏发电系统分类独立发电系统独立发电系统控制器控制器 串联型串联型串联型串联型 I V 优点： 调试方便，反接保护电路容易实现； 缺点： 开关功率管无共地回路，驱动困难； 由于开关管内部寄生二极管的存在，必须另设防 反二极管，串联损耗大； 应用： 高压， 大功
10、率。 优点： 调试方便，反接保护电路容易实现； 缺点： 开关功率管无共地回路，驱动困难； 由于开关管内部寄生二极管的存在，必须另设防 反二极管，串联损耗大； 应用： 高压， 大功率。 24 光伏发电系统分类光伏发电系统分类独立发电系统独立发电系统控制器控制器 并联型并联型并联型并联型 优点：控制方便、损耗极小 缺点： 调试困难、容易振荡、 蓄电池反接保护困难 应用： 优点：控制方便、损耗极小 缺点： 调试困难、容易振荡、 蓄电池反接保护困难 应用： 500W以下功率以下功率 I V 25 光伏发电系统分类光伏发电系统分类独立发电系统独立发电系统控制器控制器 MPPTMPPTMPPTMPPT型型
11、型型 优点：太阳能电池组合灵活，改善方阵的功率输出。优点：太阳能电池组合灵活，改善方阵的功率输出。 缺点：控制复杂缺点：控制复杂 EMC问题问题 效率问题，若效率问题，若DC-DC变换效率低下， 则得不偿失变换效率低下， 则得不偿失 可靠性问题可靠性问题 应用：并网发电系统、大功率高压系统应用：并网发电系统、大功率高压系统 26 光伏发电系统分类光伏发电系统分类独立发电系统独立发电系统控制器控制器 分段控制型分段控制型分段控制型分段控制型 分段控制器原理图蓄电池充电过程显示分段控制器原理图蓄电池充电过程显示 0t1： 恒流充电： 恒流充电 t1t2： 恒压充电： 恒压充电 t2： 恒压浮充：
12、恒压浮充 单路控制的缺点：单路控制的缺点： a.若采用单路通、断控制，系统容易振荡，充电不容 易充满 若采用单路通、断控制，系统容易振荡，充电不容 易充满 b.可靠性问题，一旦功率管故障，将停止充电可靠性问题，一旦功率管故障，将停止充电 多路控制可避免上述问题多路控制可避免上述问题 27 目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器 国外：国外： 1. 德国 施德 （ 德国 施德 （STECA） Solsum(6A10A) Solarix(8A30A) Tarom(20A50A)Solarix 10 光伏发电系统分类光伏发电系统分类独立发电系统独立发
13、电系统控制器控制器 28 目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器 国外：国外： 2. 德国伏科（德国伏科（Phocos） CML(5A10A) CX(10A40A) PL(20A60A) PL 40 光伏发电系统分类光伏发电系统分类独立发电系统独立发电系统控制器控制器 29 目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器 国外：国外： 3. 美国美国MONINGSTAR SunSave(5A20A) ProStar(15A30A) TriStar(45A60A) TriStar 60 光伏发电系统分类光
14、伏发电系统分类独立发电系统独立发电系统控制器控制器 30 目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器 国内：国内： 1. 合肥阳光合肥阳光 小功率小功率(5A10A) 中功率中功率(15A30A) 大功率大功率(30A400A) SD48100 光伏发电系统分类光伏发电系统分类独立发电系统独立发电系统控制器控制器 31 目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器目前市场上常见的控制器 国内：国内： 2. 南京冠亚南京冠亚 小功率小功率(5A10A) 中功率中功率(15A30A) 大功率大功率(30A400A) GS100D
15、光伏发电系统分类光伏发电系统分类独立发电系统独立发电系统控制器控制器 32 光伏发电系统分类光伏发电系统分类独立发电系统独立发电系统蓄电池蓄电池 太阳能系统中，大部分常规储能都是使用：铅酸蓄电池。太阳能系统中，大部分常规储能都是使用：铅酸蓄电池。 discharge放电放电 Pb+2 H2SO4 + PbO2 充电 充电charge 2 PbSO4+2 H2O 蓄电池是独立系统的关键部分，因为： 在总费用中所占比例高 寿命有限 系统故障的最常见的原因就是蓄电池。 蓄电池是独立系统的关键部分，因为： 在总费用中所占比例高 寿命有限 系统故障的最常见的原因就是蓄电池。 铅酸蓄电池工作原理铅酸蓄电池
16、工作原理铅酸蓄电池工作原理铅酸蓄电池工作原理 33 光伏发电系统分类光伏发电系统分类独立发电系统独立发电系统蓄电池蓄电池 蓄电池的作用蓄电池的作用蓄电池的作用蓄电池的作用 解决电能储能问题解决电能储能问题 起着功率和能量调 节的作用 起着功率和能量调 节的作用 向负载提供瞬时的 大电流 向负载提供瞬时的 大电流 Source: China Village Power Project Development Guidebook, August 2002 34 光伏发电系统分类光伏发电系统分类独立发电系统独立发电系统蓄电池蓄电池 蓄电池的容量蓄电池的容量蓄电池的容量蓄电池的容量 1、容量表示、容量表示 额定容量（额定容量（Crated）由生产厂家按严格定义的放电状态给出： 放电电流固定不变： ）由生产厂家按严格定义的放电状态给出： 放电电流固定不变： Irated 放电时间：放电时间： tdc tdc
