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1、第六章 光伏系统的应用,一. 光伏系统的类型 1.独立光伏系统 完全依靠太阳电池供电的光伏系统，系统 中太阳电池方阵是唯一的能量来源。,最简单的独立光伏系统是直联系统,太阳电池方阵受光照时发出的直流电力直接供给负载使用，中间没有储能设备，负载只在有光照时才能工作。这种直联系统如太阳能水泵、太阳能风帽等。 方框图如下,光伏方阵,负载,光伏水泵,太阳能水泵,太阳能风帽,一般为直流负载供电的独立光伏系统主要由太阳电池方阵、防反充二极管、蓄电池组、控制器等组成.方框图如下,光伏方阵,蓄电池,直流负载,控制器,为交流负载供电的独立光伏系统,除了以上部件外,还要配备逆变器,方框图如下,光伏方阵,蓄电池,交
2、流负载,控制器,逆变器,2004世界光伏应用分类,独立光伏系统应用领域,(1) 离网工商业(Off-Grid Industrial)应用 光伏系统为无电场所供应电力,可根据需要 专门设计. 可就地供电,不需延伸电网,节省了投资,也减少了线路损耗. 使用方便,安全可靠,维护简单.,微波中继站太阳能电源,光纤通讯太阳能电源,天然气输送管道太阳能阴极保护电源,太阳能航标灯,太阳能灯塔,太阳能分段断路器电源,(2) 偏远地区供电(Rural Electrification) 全球还有将近20亿人口没有用上电，我国也还有大约3000万人口没有电力供应，其中相当大部分处在经济不发达的边远地区，很难依靠延伸
3、常规电网来解决用电问题.而这些地区往往太阳能资源十分丰富,应用太阳能发电大有可为.,牧民户用光伏电源,户用光伏系统,西藏改则县20KW光伏电站,(3) 消费产品(Consumer) 可以将太阳能电源系统与产品安装在一起,这样就不需要与电网相连,方便使用. 如:交通工具 照明电源 日用产品等,太阳能飞机,太阳能快艇,轮船上的光伏电源,太阳能拖车,太阳能高尔夫球车,太阳能广告牌,太阳能汽车站,太阳能交通警示灯,太阳能路灯,太阳能道钉,太阳能投射灯,太阳能草坪灯,太阳能手机充电器,太阳能玩具,2. 并网光伏系统 太阳电池方阵发出的直流电力经过逆变器变换成交流电,并且与电网并联. 可分为两大类: (1
4、) 光伏电站 所发的电力全部输入电网.,德国巴伐利亚太阳公园6.3MW太阳能发电站,德国莱比锡地面5MW太阳能电站,德国波茨坦5MW屋顶太阳能电站,美国Tucson地区4.59MW太阳能电站,深圳园博会屋顶太阳能电源,上海5KW光伏发电系统,(2).户用并网光伏系统 通常安装在屋顶,光伏系统与电网并联,光伏方阵发出的电力除了供应负载使用外如有多余，可以输入电网.在晚上或阴雨天，光伏方阵发出的电力不足，则由电网向负载供应一部分或全部电力。,户用屋顶并且网光伏系统示意图,屋顶户用光伏系统,3. 混合光伏系统 将一种或几种发电方式同时引入光伏系统中，联合向负载供电的系统称为混合光伏发电系统。由于目前
5、光伏系统发电的价格较高，如果完全用光伏系统来满足负载用电的需求，太阳电池方阵和蓄电池必须在最差的天气条件下也能支持负载的运行，这样的系统初始投资很高。如将柴油发电机引入光伏系统，平时由光伏系统供电，冬天太阳辐射量不足时启动柴油发电机供电，这样可以节省投资。,另一种混合发电方式是光伏/风力混合发电系统，有些地区冬天日照差，但风力大，可以由风力发电机补充，这种风/光互补系统在有些地区有很大的实用价值。方框图如下,光伏方阵,风力发电机,控制器,逆变器,交流负载,直流负载,蓄电池,二. 光伏与建筑相结合(BIPV),1光伏与建筑相结合的形式 (1). 光伏系统与建筑相结合 将一般的光伏方阵安装在建筑物
6、的屋顶或阳台上，通常其逆变控制器输出端与公共电网并联，共同向建筑物供电，这是光伏系统与建筑相结合的初级形式。,屋顶并网光伏系统,“零能耗”建筑,(2). 光伏器件与建筑相结合 光伏组件与建筑材料融为一体，采用特殊的材料和工艺手段，将光伏组件做成屋顶、外墙、窗户等形状，可以直接作为建筑材料使用，既能发电，又可作为建材，一举两得，能够进一步降低发电成本。,德国慕尼黑国际贸易中心屋顶光伏系统,纽约时代广场太阳能系统,太阳能发电与建筑一体化,太阳能光伏声屏障系统,同样兼具两种功能，而又不需占用土地，并且具有重大经济价值的光伏应用领域就是光伏声屏障，将光伏组件安装在高速道路两旁，既能降低噪声，又能发电，兼具两种功能，一举两得，可以进一步降低光伏系统的发电成本，有着巨大的市场潜力。,太阳能公路声屏障,瑞士声光伏屏障系统,
