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排列3 www.jeimw.cn 太阳能光伏发电系统的组成

光伏发电系统具有不同的运行模式,但是其基本原理及组成相似,一般的光伏系统 由光伏阵列、蓄电池组、控制器以及逆变器等四部分组成。此外,太阳能光伏发电系统 中还包括一些电力电子配套设备,以及辅助设备如汇流箱、交流配电柜等。

(1)光伏阵列:一般单体光伏电池的工作电压为 0.45V~0.5V,工作电流为 20~ 25mA/cm 2 ,很难满足用户的用电需求,不能单独使用 [23] 。根据用户负载要求,将一定 数量的太阳能电池组件串并联装在支架上,构成光伏阵列。 (2)蓄电池组:根据负载需求,蓄电池既可以把电能存储也可以释放电能,尤其在 离网型光伏发电系统中,蓄电池的储能功能是不可缺少。一般来说,在白天光照时,通 过充电控制器和蓄电池将太阳能转换成的电能储存起来,供用电负载使用;另一种情况在无光照时或光照不足时,利用放电控制器和蓄电池组,释放电能供负载使用。蓄电池 的充放电会对光伏系统的发电效率造成一定的影响,因此要选择合适型号的蓄电池及最 佳的充放电方法,保证光伏发电系统的正常平稳运行。 (3)控制器:该设备的功能是充放电控制和最大功率点控制。在充放电阶段,该设 备除了检测蓄电池的充电饱和电压和终止电压意外,还会检测蓄电池内部的温度状况。 采用适合的充放电方式,防止蓄电池出现过充电和过放电。最大功率点控制器,主要用 来检测光伏组件的输出电压和输出电流,使输出功率工作在最大功率点附近。 (4)逆变器:该装置实现的功能是直流电转换成交流电。光伏阵列及蓄电池释放出的 电能为直流电,经过该装置转换,才能满足交流负载的要求。另外,逆变器还具有自动 稳压的功能,改善供电质量。该装置的稳压性及可靠性是光伏系统必须考虑的因素。

离网型光伏发电系统 当光伏阵列的输出电能大于负载需要时,则多余的电能就储存在蓄电池中;当光伏 阵列输出的电能小于负载所需时,由蓄电池释放电能供负载使用。离网型由光伏阵列、 蓄电池组、控制器和逆变器组成,离网型光伏发电系统结构图如图 2.1 所示。 光伏阵列将光能转换成电能后,在充电控制器作用下为蓄电池组充电??刂破饕环?面使光伏阵列的输出功率工作在最大功率点附近,另一方面是?;ば畹绯?,防止出现过 充电或过放电状态,控制器的性能的好坏,对蓄电池的寿命影响很大,并影响光伏系统 的稳定性。DC-AC 将光伏阵列及蓄电池组释放的直流电转换为交流电,满足用电负载 需求。 该系统按用电负载可分为三大类:直流系统、交流系统和交直流混合系统。直流系 统、交流系统、交直流混合的光伏发电系统的组成框图(a)、(b)、(c),如图 2.2 所示。 在离网型光伏发电系统的组成框图中,防反冲二极管的作用是避免蓄电池通过太阳 能电池方阵放电 [25] 。一般串联在太阳能电池方阵电路中,起单向导通作用。

离网型系统的主要技术问题是关于蓄电池组、备用电源的功能、最大功率点控制等。 (1)蓄电池组:蓄电池的性能及充放电的性能直接影响着光伏发电系统的效率。不 仅要提高蓄电池本身的性能,还要采用最佳充放电方式,防止蓄电池的过充电和过放电。 (2)备用电源的功能:一种情况是连续阴雨天时间过长或用电负载过负荷,需通过 备用电源为蓄电池组充电;另一种情况是光伏发电系统发生故障时,则由备用电源向用 电负载释放电能。 (3)最大功率点:为了保证离网型光伏发电系统的最大输出功率,需要在不同日照、 温度条件下输出尽可能多的电能,为了提高光伏阵列的输出效率,因此寻找最大功率点 是非常重要。 目前,在一些偏僻的山区和荒漠,常规的电网是很难解决这些地区的居民用电问题, 但是这些地区有丰富的太阳辐射能,日照时间长,为太阳能光伏发电提供了便利的自然 优势??删偷毓┑?,不需延伸电网,节省投资,也减少了线路损耗。

 
     
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