光伏系统配套部件介绍概要

1、弟五章先伏系:统设备构庆光伏发电系统是由太阳电池在光照时发出 电能，供给负载使用除了太阳电池以外,还需要一整套配套系 统(Balance of system)才能正常工作.本章讨论各个部件的情况.一.太阳电池方阵-1.太阳电池方阵的结构通常单独一块太阳电池组件无法满足负载的 电压或功率的要求.为了稳定地工作，必须将太阳电池板可靠地 固定(跟踪系统除外).太阳电池方阵由若干个太阳电池组件在机 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.太阳电池方阵应牢固同疋在支架上，方阵支 架要有足够的强度和刚度在多盐雾和潮湿地 区支架要采用耐腐蚀的铝合金等材料.较大型的太阳电池

2、方阵还需要如1置电缆，阻 塞二极管和旁路二极管以及内装避雷器的分 接线盒和总接线箱等.有时为了防止鸟类的排泄物沾污方阵表面而 弓I起”热斑效应”，还要在太阳电池方阵顶端 安装驱鸟装置.独、/:光伏系统一般用薔电池作储能装置, 所以方阵的工作电压通常设汁成与蓄电池 的标称电压相一致，如6V、12V、36、48V-对于交流光伏系统或并网光伏系统等，方 阵的工作电压常用110V、220V等.对于电压等级更高的光伏电站系统，可以 采用更高的电压.釆用多少太阳电池组件组成方阵;太阳电池组件之间如何连接等需耍根据负载来确定.通常按照负载的功率要求來决定太阳电池组 件的数量,具体数目要根据系统的优化设计计

3、算得出.太阳电池组件的连接方法要系统电压的要求 来决定串、并联的方式. 人阳电池组件连接的原则是： (1) 将工作电流相近的组件串联在起，最好 在每个组件上并接旁路二极管. (2).将工作电压相近的组件并联在一起，最好 在每条并联电路上串接阻塞二极管. (3).尽量考虑组件连接线最短. (4) 在串并联数目比较多时，最好采用混合式 连接法.混合连接旁路二极管:/二储能装置太阳能发电不是连续的，通常与负载川电规 律不和符合因此需要恻置储能装置，将方阵在 有日照时发出的多余电能储存起來，在晚间或 阴雨入使用.最常用的储能装置是蓄电池也有采用其它 形式的，如:并网光伏系统是将电能储存在电网 中;光伏

4、水泵常用水箱作为储能装置.在光伏发电系统中，蓄电池处于浮充放状态， 夏天日照量尢除了供给负载用电外，多余电能 对蓄电池充电;在冬天日照量小,方阵发电量不 够负载消耗,需要动用蓄电池储存的电能，在这 种季节性循环的基础上,还要加上一个小得多 的日循环:白天给蓄电池充电，晚上负载用电全 部由蓄电池供给.因此要求蓄电池的自放电要小,能耐过充放， 而且充电效率要高，当然还要考虑价格低廉，使 用方便，维护简单等因素.目前最常用的是铅酸蓄电池和碱*1缺镉蓄电池.固定式铅-酸蓄电池性能稳定，价格鮫低，容量 较大，所以使用相当广泛密封铅酸蓄电池由 于具有不泄漏酸液，运输和维护方便等优点，在 中小型光伏系统中普

5、遍使用.镰-镉蓄电池具有耐过充放，低温性能好，循环 寿命长等优点，但是价格较高所以一般只在为 重要负载供电的系统中使用. 1铅酸蓄电池的电压铅-酸蓄电池每格的标称电压是2V,实际电 压随充放电情况而变化充电结朿时电压有 2.52.7V,以后缓慢降到2.05V左右的稳定状态. 放电时，电压缓慢下降，低到1.7V时，便不能再 继续放电,否则会损坏蓄电池的极板.镰-镉蓄电池的标称电压是125V,放电终止电 压为1.1V.2.标称容量(Ah)蓄电池出厂时规定的该蓄电池在一左的放电 电流和一定的电解液温度下，单格电池的电压 降到规定值时，所能提供的电量.目前产品容量从lAh到几千甚至上万Ah.蓄电池容量

6、与放电率有关,放电电流越大，蓄电 池容量越小通常标称容量是指20h放电率的 容量.铅-酸蓄电池电解液的温度对蓄电池的容暈 有影响，温度高时，电解液的粘度下降，电阻减 小，扩散速度增大,电池的化学反应加强，这些 都使容量增加铅-酸蓄电池的使用温度范围为 +40-40C.使用时蓄电池所储存的的容量不能全部放出, 否则会对蓄电池造成损坏在设计时通常放电 深度(DOD)取0.20.8.三阻塞二极管又称防反充二极管，具作用是避免山丁太阳 电池方阵在阴雨天和夜晚不发电或岀现故 障时,蓄电池通过方阵放电它串联在太阳电 池方阵的电路中,起单向导通的作用.要求能承受足够人的电流，而且正向电压降 要小，反向饱和电

7、流要小一般可选用合适的 整流二极管.四控制器是对光伏发电系统进行管理和控制的设备.在小型光伏系统中，主要起到防止蓄电池过放 电和过充电的作用.在大、中型光伏系统中,控制器担负着平衡、 管理光伏系统的能量、保护蓄电池及整个光 伏系统正常工作和显示系统的工作状态等重 要作用.大、中型光伏系统的控制器，根据不同耍求， 可以具备以下功能：-(1).蓄电池充放电管理和最优充电控制； (2)设备保护，如防止太阳电池方阵及蓄电池极 性接反，内部短路以及防止由于雷击引起的击 穿保护等； (3) 光伏系统工作状态显示； (4).光伏系统数据及信息储存；光伏系统故障报警；(6)光伏系统遥测、遥控、遥信等.五逆变器

8、将直流电能转变成交流电能供给负载使用的 一种转换装置它是整流器的逆向变换功能器 件光伏系统为交流负载供电时，都要用逆变器. 1逆变器的分类逆变器技术种类很多，所涉及的知识领域和 技术范畴十分广泛，分类方法也很多，主要有以 下几种： （1）.按逆变器的输出能量的去向，可分为有源 逆变器和无源逆变器. （2）.按逆变器相数，可分为单相逆变器、三相 逆变器和多相逆变器. （3）.按逆变器输出交流电的波形，可分为正弦 波逆变器和非正弦波逆变器（包括方波、阶梯 波等）.按逆变器输出交流电的频率，可分为工频逆 变器（5060Hz）、中频逆变器（几百10kHz）和 高频逆变器（1 Ok几MHz）.方波逆变器

9、输出的交流电压波形为方波优 点是:线路简单，价格便宜，维护方便缺点是:含 有高次谐波，在变压器等负载中会产生附加损 耗,对通信设备有干扰.正弦波逆变器综合技术性能好,效率高，失真 度低，对通信设备没有干扰,噪声小缺点是:线 路比较复杂，维护技术要求高，价格较贵.阶梯波逆变器输出波形比方波有明显改善， 高次谐波含量减少,性能、价格介于两者之JM 2.逆变器的技术性能 在光伏系统中使用的逆变器常用的技术参 数有： (1)额定输出电压单相为220V,三相为380V.在稳定运行吋，一般要求电压波动偏差不超 过额定值的3%5%在负载突变时，电压偏差不超过额定值的8%10% (2)输岀电压的不平衡度在正常工作吋，逆变器输；! I的二相屯压不V 衡和度应不超过5%8% (3) 输出电压的波形失真度当输出为正弦波时，一般要求输出的电压波 形失真度不超过5%. (4).额定输出频率逆变器输出频率应相对稳定如工频50H乙 正常工作时偏差应不超过1%. (5).负载功率因素表征逆变器带动感性负载的f呂力在止弦波 条件下，负载功率