光伏发电系统

1、无限阳光，共同分享 Endless Sunshine to Share,东莞市天利太阳能有限公司 SUNWORTH SOLAR ENERGY,欢迎您的到来,2,目录 Content,1、 术语,2、 光伏发电系统概述,3、 光伏发电系统的构成与工作原理,4、 光伏发电系统主要部件简介,5、发电量计算,6、产品介绍,7、系统安装,8、安全说明,3,目录 Content,9、 故障排除,10、 产品认证,11、 产品保修,12、 常见问题解答与维护,13、光伏电站的运行维护（了解）,14、光伏电站的建设（了解）,4,1 术语,1.1 光伏组件 PV module 具有封装及内部联结的、能单独提供直

2、流电输出的、最小不可分割的太阳电池组合装置。又称太阳电池组件（Solar cell module)或太阳能板（Solar panel)。 1.2 光伏组件串 Photovoltaic(PV) modules string 在光伏发电系统中，将若干个光伏组件串联后，形成具有一定直流电输出的电路单元。 1.3 光伏方阵 PV array 将若干个光伏组件在机械和电气上按一定方式组装在一起并且有固定的支撑结构而构成的直流发电单元。以称光伏阵列。 1.4 光伏发电系统 PV power system 利用太阳电池的光生伏特效应，将太阳能辐射能直接转换成电能的发电系统。 1.5 光伏电站 PV powe

3、r station 以光伏发电系统为主，包含各类建（构）筑物及检修、维护、生活等辅助设施在内的发电站。,5,1 术语,1.6 汇流箱 Combiner 在光伏发电系统中，将一定数量规格相同的光伏组件串联成若干光伏串，再将若干个光伏串并联汇流后接入的装置。 1.7 光伏支架 PV support bracket 光伏发电系统中，为了摆放、安装、固定光伏组件而设计的特殊结构。 1.8 BAPV 光伏建筑附加 Building attached PV 将光伏组件附着在建筑物上，与用户或电网相连接形成的光伏发电系统。 1.9 BIPV光伏建筑一体化 Building integrated PV 将光伏

4、组件集成到建筑物上，同时承担建筑结构功能和光伏发电功能，与用户或公共电网相连接形成的用户并网光伏发电系统。 1.10 并网点 Point of coupling (POC) 对于有升压站的光伏电站，指升压站高压侧母线或节点。无升压，指光伏发电输出汇总点。,6,1 术语,1.11 孤岛现象 Islanding 在电网失压时，光伏发电系统（电站）仍保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态。 1.12 防孤岛 Anti-Islanding 防止非计划性孤岛现象的发生。 1.13 峰值日照时数 Peak sunshine hours 一段时间内的辐射度积分总量相当于辐射度为1KW/m2的光源所持续

5、照射时间，其单位为小时h。 1.14 安装容量 Capacity of installation 光伏发电站中安装的光伏组件的标称功率之和，计量单位是峰瓦（Wp） 1.15 峰瓦 Watts peak 光伏组件或光伏方阵在标准测试条件下，最大功率点的输出功率的单位。 1.16 光伏组件倾角 Tilt angle of PV module 光伏组件所在平面与水平面的夹角。,7,2 光伏发电系统概述,2.1 光伏发电产业链,光伏发电,太阳能灯具,光伏抽水,天利太阳能,8,2 光伏发电系统概述,2.2 光伏发电系统分类,光伏发电 系统,独立光伏发电系统 Stand alone,交流/直流,农村电气化

6、 （村落供电、户用电源等）,并网光伏发电系统 Grid-connected,光伏抽水系统 Pumping,公共事业单位用电 （学校、医院、政府等）,通讯和工业应用 （机站、交通信号、阴极保护等）,光伏产品 （太阳能路灯、灭虫灯、LED等）,与建筑结合的光伏发电系统 （BIPV、BAPV）,大规模荒漠/开阔地光伏电站,牲畜饮水、农业灌溉 生活用水、沙漠治理等,逆流/非逆流,交流/直流,9,2 光伏发电系统概述,2.3 光伏发电的规模等级划分标准,分布式电源是指位于用户附近，所发电能就地利用，以10千伏及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的发电项目。,（一）、根据装机容量确定

7、光伏发电站的等级 根据国际能源机构（IEA）的分类如下： 1、小规模（100kW以下） 2、中规模（100kW-1MW） 3、大规模（1MW-10MW） 4、超大规模（10MW以上） （二）、根据电网接入电压确定光伏发电站的等级 根据国家电网标准的分类如下： 1、小规模（接入0.4kV电网的PV电站）小于或等于1MW 2、中规模（接入10-35kV电网） 130MW 3、大规模（接入66kV及以上电网）大于30MW,10,2 光伏发电系统概述,2.4 光伏发电系统集成（EPC）,E electric电气设计，Ppurchase 采购，Cconstruction建设。,11,2 光伏发电系统概述

8、,2.5 我国2013年EPC成本概况（中规模）,12,2 光伏发电系统概述,2.6 我国2013年补贴政策,分布式2013年国家补贴0.42元/度，资金来源于市电每度中的0.024元的新能源发展基金。分区电价补1.0元/度（申请分区电价开路条的难度很大）。 分布式按0.42元/度补贴，对电费为0.95元/度以下的用户（如个人用户），如果没有地方补贴没有经济收益。目前浙江、安徽、江西等国网均出台了各自的地方补贴政策，南方电网暂没正式出台相关政策。 项目备案制是分布式的出路，2013年11月18日国家能源局下发了关于分布式光伏发电项目管理暂行办法的通知的顶层设计，待出台实施细则。,明年国家计划1

9、2GW，其中分布式8GW，分布式光伏发电为我司明年重点之一。最新政策请大家留意相关网站！,13,3、光伏发电系统的构成与工作原理,典型独立光伏系统工作原理,14,独立光伏发电系统的基本工作原理,在太阳光的照射下，将太阳电池组件产生的电能通过控制器的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供电，如果日照不足或者在夜间则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电，对于含有交流负载的光伏系统而言，还需要增加逆变器将直流电转换成交流电。光伏系统的应用具有多种形式，但是其基本原理大同小异。,3、光伏发电系统构成与工作原理,15,光伏并网发电系的基本原理,光伏并网发电系统由光伏组件、并网逆变器、计

10、量装置及配电系统组成。光伏组件将太阳能转换为直流电能，再通过并网逆变器将直流电能转换为与电网同频率、同相位的正弦波电流，一部分给当地负荷供电，剩余电力馈入电网。,3、光伏发电系统的构成与工作原理,16,3 光伏发电系统的构成与工作原理,家用独立光伏发电 系统构成示意图,17,3 光伏发电系统的构成与工作原理,户用并网光伏发电系统构成示意图,18,3 光伏发电系统的构成与工作原理,并网光伏发电系统原理图,19,光伏系统的组成构件,光伏组件方阵 蓄能设备: 蓄电池, 水箱 电力调节装置 逆变器 充电控制器 DC-DC转化器 电力系统：电缆线、配电柜（箱）等 其他发电设备: 柴油/汽油, 风力发电机

11、 泵、光源等,4 光伏发电系统主要部件简介,20,光伏组件方阵 由太阳电池组件（也称光伏电池组件）按照系统需求串、并联而成，在太阳光照射下将太阳能转换成电能输出，它是太阳能光伏系统的核心部件。,4 光伏发电系统主要部件简介,光伏组件方阵最重要的基本参数： - 额定最大功率Pmax（标准测试条件下，最大功率点的输出功率）； - 短路电流Isc（有光照但短路）； - 开路电压Voc（有光照但开路）； - 最大工作电压Vm（有光照有负载，且输出功率最大时的电压）； - 最大工作电流Im（有光照有负载，且输出功率最大时的电压）； - 转换效率。,21,蓄电池 将太阳电池组件产生的电能储存起来，当光照不

12、足或晚上、或者负载需求大于太阳电池组件所发的电量时，将储存的电能释放以满足负载的能量需求，它是太阳能光伏系统的储能部件。,4 光伏发电系统主要部件简介,铅酸蓄电池有： 传统开口式蓄电池 阀控式密封铅酸蓄电池（VRLA） AGM电池，电解液蓄电池 GEL电池，胶体蓄电池,22,铅酸蓄电池的结构和充/放电反应原理,铅酸蓄电池的结构 极板 隔板 容器 电解液 充/放电反应原理 放电过程： 负极上的Pb被氧化成Pb2+，正极上的Pb4+被还原成Pb2+ 充电过程： 负极上的Pb2+被还原成Pb ，正极上的Pb2+被氧化成Pb4+,4 光伏发电系统主要部件简介,23,蓄电池的常用术语,电池的容量 处于完

13、全充电状态的铅酸蓄电池在一定放电条件下，放电到规定的终止电压时所能给出的电量。以符合C表示，单位安培时，简称安时（A.h），通常在C的右下角标明放电时率，如C10、C20。 理论容量Ah/Kg、实际容量Ah、额定容量Ah（按标准放出的最低容量）。 放电率 指一定条件下，放电到终止电压的时间长短。一般规定10h或20h 终止电压 指放电时电压下降到不宜再放电时的最低工作电压。光伏电源系统规定10h放电率的终止电压为1.800.05V/单体。,4 光伏发电系统主要部件简介,24,放电深度（DOD） 光伏系统用蓄电池一般为50%-75%。 循环寿命 蓄电池经历一次充电和放电，称为一次循环，在一定放电

14、条件下，放电容量低于额定容量的80%之前，电池所能承受的循环次数。 AGM后备浮充一般10年以上，循环100%DOD为150次左右，50%-75%DOD约为3-5年。 电池内阻 电池内阻不是常数，在充放电过程中随时间不断变化；有欧姆内阻和极化内阻两部分。内阻越小的电池性能越好。,4 光伏发电系统主要部件简介,25,蓄电池的电特性,自放电特性 是指电池在存放期间容量降低的现象。 使用寿命 蓄电的有效寿命期限称为该蓄电池的使用寿命。 温度特性 阀控蓄电池对温度很敏感，过高的环境温度充电时会使内部热量增加，失水过快；过低的环境温度会降低放电容量 充电特性 充电过程有三个阶段，初、中期快速充电，末期小

15、电流长期充电。 放电特性 放电过程主要分三个阶段，开始电压下降快，中期缓慢，最后急剧,4 光伏发电系统主要部件简介,26,控制器 它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出，是整个系统的核心控制部分。,4 光伏发电系统主要部件简介,控制器基本功能： 防电池过充的功能； 防电池过放的功能； 提供负载控制的功能； 提供系统工作状态信息给使用者/操作者的功能； 提供备份能源控制接口功能； 提供能将PV系统富余能源给辅助负载消耗的功能； 提供各种接口（如：监控）的功能。,27,控制器的分类,旁路型控制器 串联型控制器 脉宽调制型控制器（PWM）

16、 多路控制器 两阶段双电压控制器 最大功率跟踪型控制器 常规放电控制器 蓄电池放电全过程控制器（剩余容量控制） 智能型控制器,4 光伏发电系统主要部件简介,28,充放电控制器的原理,4 光伏发电系统主要部件简介,29,我司光伏发电系统常用控制器（伏科华南代理商）,a)CA系列： 电压:12V 电流6/8/10/14A,b)CML系列 电压12V/24V自动 电流5/8/10/15/20A,c)CX系列(共正) CXN系列(共负) 电压12/24/48V 电流10/20/40A,d)PL系列 12/24/36/48V 充电流20/40/60A 放电流20/15/30A,4 光伏发电系统主要部件简

17、介,30,我司光伏发电系统常用控制器（伏科华南代理商）,4 光伏发电系统主要部件简介,31,我司光伏发电系统常用控制器（伏科华南代理商）,4 光伏发电系统主要部件简介,最高可提高30%效率,2020年11月4日7时2分,32,控制器技术参数说明（以CML为例）,4 光伏发电系统主要部件简介,33,名词解释,强充阶段 BOOST ：以最快的速度全力以赴地给蓄电池充电 浮充阶段 FOLAT ：蓄电池完全充满了，控制器监控着蓄电池以保持其充满的状态。 均衡阶段 EQUALISATION （可选项） ：均充的目的就是为确保电池容量被充足，防止VRLA蓄电池的极板钝化，预防落后电池的产生。均充启动条件：

18、放量容量超过20%的额定容量，静止时间超过6个月，浮充超过3个月。,4 光伏发电系统主要部件简介,34,逆变器 在太阳能光伏供电系统中，如果含有交流负载，那么就要使用逆变器设备，将太阳电池组件产生的直流电或者将蓄电池释放的直流电转化为负载需要的交流电。,4 光伏发电系统主要部件简介,逆变器有： 离网/并网逆变器 单相/三相电逆变器 正纯/修正波逆变器 工频/高频逆变器等,35,逆变器也称为逆变电源，是将直流电能转换成交流电能的变流装置，是太阳能光伏系统中的一个重要部件； 逆变器是通过半导体功率开关的开通和关断作用，把直流电能转变成交流电能的，是整流变换的逆过程；,逆变器的工作原理,4 光伏发电

19、系统主要部件简介,36,逆变器的基本功能,离网逆变器： 输出过载、短路保护； 输入接反、过压、欠压保护 过热保护。 并网逆变器： 自动运行停止功能； 最大功率跟踪控制（MPPT）； 孤岛运行防止功能； 自动电压调整功能； 直流检测功能； 直流接地检测功能。,4 光伏发电系统主要部件简介,37,中国太阳能资源分布,5 发电量计算,太阳能光伏电站的设计一般根据用户的实际需要,结合当地自然资源条件(包括太阳辐射强度,最佳辐射角度,平均日照时间,平均气象条件等)具体设计,由于太阳能发电的特殊性,达到同样发电量的光伏电站,可能会因为处于不同的地理位置,电站的基本配置会有很大的差别,其基本造价和投入也会有

20、较大悬殊, 因此在电站选址过程中应当考虑那些太阳辐射比较强的地区。,38,5 发电量计算,39,5 发电量计算,40,5 发电量计算,发电量计算公式： 年发电量=系统装机容量年日照峰值小时数系统综合效率 影响系统综合效率的因素：逆变器效率，变压器效率，灰尘及雨雪遮挡损失，组件串并联不匹配损失，弱光损失及其他项损失等。 目前大型并网光伏发电项目系统设计效率约为80%（其中逆变器效率约97，变压器效率约97，灰尘及雪遮挡损失约4%，弱光损失约5%，其它杂项损失约5% 。建立在开阔地的并网光伏发电系统基本没有朝向损失）。,独立光伏发电系统：年发电量=系统装机容量年日照峰值小时数5060% 并网光伏发

21、电系统：年发电量=系统装机容量年日照峰值小时数7080%,41,5 发电量计算,42,分布式光伏发电系统电能计量,43,SW-SHS010W/020W/030W,6 产品介绍,44,产品特点Features 清晰易读的工作状态显示，实时显示蓄电池电量和负载工作状态。 PWM脉宽调制充放电控制。 内置免维护铅酸蓄电池。 输出DC5V和DC12V电压。 全面的保护功能。浪涌、短路、反接、过载等各种保护。 系统运行可靠，安全性能优越，操作维护简单。,应用Application 广泛应用于偏远山区，农场，林场，小岛屿，农村，草原等没有电力或缺少电力供应的地方。照明，风扇，电动剃须刀等DC12V家用电器

22、。 手机，照相机，MP4等USB 5V充电产品。 收音机，音响，乐器等DC12V家庭娱乐电器。,6 产品介绍 （SWSHS010W/020W/030W）,45,面板功能：,6 产品介绍 （SWSHS010W/020W/030W）,46,显示功能：,6 产品介绍 （SWSHS010W/020W/030W）,47,系统连接图：,6 产品介绍 （SWSHS010W/020W/030W）,48,6 产品介绍 （SWSHS010W/020W/030W）,49,技术参数 Technical Parameters,6 产品介绍 （SWSHS010W/020W/030W）,50,蓄电池箱或支架,逆变器,电控箱

23、,汇流箱,太阳电池板与支架,家用电器,分体式光伏离网系统,6 产品介绍 （SW-SPS200W-5KW）,51,应用 Application 广泛应用于偏远山区，农场，林场，小岛屿，农村，草原等没有电力或缺少电力供应的地方。 家用电器：洗衣机，吸尘器，风扇，荧光灯和白炽灯照明，电动剃须刀，缝纫机等。 家庭娱乐电器：电视机，收音机，DVD播放机，视频游戏，音响，乐器，卫星设备等。 厨房用具：冰箱，咖啡壶，搅拌机，豆浆机，烤面包机等。 办公设备：电脑，打印机，显示器，传真机，扫描仪等。 电动工具：电钻，圆锯，打磨机，割草机，空气压缩机等。,技术参数 Technical Parameters,6 产

24、品介绍 （SW-SPS200W-5KW）,52,SW-SPS200W/300W/500W/0.8KW /1.0KW/1.5KW技术参数,53,SW-SPS1.8KW /2.3KW/3.0KW/4.0KW/5.0KW技术参数,54,独立光伏发电系统设备选型,6 产品介绍 （SW-SPS200W-5KW）,55,6 产品介绍 （并网系统设备选型）,56,6 产品介绍 （并网系统设备选型）,57,6 产品介绍 （并网系统设备选型）,并网逆变器 逆变器是光伏发电站的核心设备。 按照逆变器结构和应用特点可以分为三大类：集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器（又称组件逆变器）。 在光伏系统设计过程中，要结

25、合光伏系统的具体情况来选择不同类型的并网逆变器,58,6 产品介绍 （并网系统设备选型）,并网逆变器,微型逆变器,组串式逆变器,集中式逆变器,59,6 产品介绍 （并网系统设备选型）,并网逆变器,60,6 产品介绍 （并网系统设备选型）,汇流箱,61,6 产品介绍 （并网系统设备选型）,监控系统,62,7 产品安装 Installation,7.1 光伏与建筑相结合,分类及定义,光伏与建筑结合主要有BAPV和BIPV两种方式。 BAPV是指普通光伏组件附着在建筑物的外体上，光伏组件产品独立存在并 不为建筑物的一部分。 BIPV是建筑物与光伏发电的集成化，在建筑物的外围护结构表面安装建筑材 料形

26、式的光伏组件，BIPV组件既有发电能力，又是一种建筑材料，有光伏屋 顶发电系统和光伏幕墙结构两种形式。,63,7 产品安装 Installation,7.1 光伏与建筑相结合,64,7 产品安装 Installation,7.1 光伏与建筑相结合,65,7 产品安装 Installation,7.1 光伏与建筑相结合,66,7 产品安装 Installation,7.1 光伏与建筑相结合,67,7 产品安装 Installation,7.1 光伏与建筑相结合,68,7 产品安装 Installation,7.1 光伏与建筑相结合,69,7 产品安装 Installation,7.1 光伏与建筑

27、相结合,70,7 产品安装 Installation,7.1 光伏与建筑相结合,71,7 产品安装 Installation,7.1 光伏与建筑相结合,72,7 产品安装 Installation,7-2. 安装太阳电池板,7-2-1.选择太阳电池板安装位置,根据电控箱（柜）的安装位置与太阳电池板连接电缆线的长度，选择合适的位置安装太阳电池板。 太阳电池板应安装在阳光可以充分照射的位置并确保在任何时间内不被遮挡。 安装地在北半球，太阳能板正面朝南，在南半球朝北。 不要把太阳电池板安装在易产生或聚集可燃气体的地方。,73,7-2-2.安装太阳电池板,三角架支撑 适用于平地面、平屋顶,挂钩支撑 适

28、用于斜面瓦片屋顶,U形脚支撑 适用于斜面木梁或钢梁屋顶,74,7-2-2.安装太阳电池板,边缘夹安装End clamp installation,中间夹安装Middle clamp installation,75,A、平屋顶或平地面,76,B、斜面瓦片屋顶,77,C、彩钢瓦斜屋顶,78,7 产品安装 Installation,系统设计信息需求表,详见电了表格！,79,7-3. 安装电控箱,选择合适的位置安装电力箱非常重要，以下标准可以帮助你选择电力箱的安装位置： 根据防护标准，只能安装在室内，避免阳光直射。 不要将电控箱直接或者间接地置于潮湿的空气中。 不要安装在容易产生灰尘和氨气的房间。 不

29、要安装在易燃材料上。 必须和蓄电池安装在同一房间内，并确保与蓄电池之间的连接电线应尽量短。 应笔直安装在垂直表面上，并且安装高度要适合查看工作状态和操作开关。 在安装电力箱时，请注意以下事项： 安装的地方必须牢固。 电力箱左右两侧和上方与周围的事物至少保持20cm的距离，以利通风，并且在电力箱附近的空气流通不能被阻碍。 电力箱前部必须留出一定的空间，便于打开电力箱门进行操作和维护。 同时需结合蓄电池的安装位置选择最佳的电力箱安装位置。,80,7-4. 安装蓄电池,必须和电力箱安装在同一个房间内，避免阳光直射。 与电力箱之间的连接电线应尽量短，蓄电池箱有断路器或保险的一边靠近电力箱。 安装的地方

30、必须牢固，并且应有足够的承重力（蓄电池的重量比较重）。 安装的地方应通风，避免靠近热源和易产生火花的装置，其安全距离应大于1米。 严禁蓄电池短路The battery cant be short circuited, it is prohibited。 为了安全搬运蓄电池，必须由两人搬运。 蓄电池开箱时不要损坏电池，搬运时不要提蓄电池的接线端子。 蓄电池与蓄电池的间距至少2cm。 蓄电池箱四周必须留出一定的空间便于安装维护、更换等操作。,警告！ 对蓄电池的操作必须特别小心，防止工具、手链等金属物件造成蓄电池短路。,81,7-5. 系统安装,阅读并理解用户手册中的内容，尤其要注意与安全有关的章节

31、。 熟悉有关部件和电线连接的位置。 关闭系统中所有断路器和开关。 按照说明，将蓄电池串并联成系统所需的蓄电池组。 按正确的极性，将电力箱与蓄电池连接在一起。为避免故障，请先把电线连接在电力箱的蓄电池端，然后是蓄电池。 按照说明，将太阳电池板串并联成系统所需的太阳电池板方阵。 按正确的极性，将电力箱与太阳电池板连接在一起。为避免故障，请先把电线连接在电力箱的太阳能端，然后是太阳能电池板。 按正确的极性，将电力箱与负载连接在一起。为避免故障，请先把电线连接在负载上，然后是电力箱。 接地连接，用电线将电力箱接地螺栓与接地装置连接在一起。 检查电线连接是否正确，所有接线端子上的螺纹是否扭紧。 打开蓄电

32、池连接断路器，控制器自动测试程序马上启动，控制器显示进入正确运行状态。 现在，系统进入可以工作的状态。,82,8 安全说明 Important Safety Instructions,8-1.通用安全说明,安装本系统，要求安装人员具备初级以上的电工技能和知识。 单个太阳电池板暴露在阳光下会产生直流电压，接触高于30V的电压会有触电的危险。 SW-SHS、SPS系列太阳能光伏电源系统的电力箱（柜）和蓄电池箱（支架）只适于安装在室内，所以不能将它们暴露在潮湿、下雨或者太阳直射的环境中，并且不要覆盖或妨碍机箱通风口。 确保在蓄电池房内有足够的空气流通。在正常运行条件下，蓄电池会生成爆炸性混合气体。 为了防止火灾和爆炸的危险，切勿将本产品安装在有易燃气体或液体的地方。 为了防止火灾和触电的危险，不得使用损坏和线径不足的负载连接电线。 请勿试图拆开或改装本产品，拆开或改装本产品可能导致永久性损坏。 太阳能光伏电源系统电力输出的稳定性受天气的影响，在可靠性要求非常高的场所（与生命直接相关的）下使用，可能会发生与生命相关的重大事故。,警告！在使用产品之前，请您仔细阅读用户手册。,83,8 安全说明 Important Safety Instructions,8-2.蓄电池的安全说明,对蓄电