光伏发电系统概述_图文

1、光伏发电系统概述编辑:梅国军日期:20151207电源网 ID:墙角梅香一、光伏电站类型1.1、分布式光伏电站:分布式光伏电站是指在用户所在地或附近建设运行,按照其规模及应用场合,可划分 为:户用型光伏电站(图一、BIPV 建筑型光伏电站(图二、农业型光伏电站(图三、工商业型光伏电站(图四。其发电系统电气组配形式有:1光伏组件单板+微型并网逆变器(图 G2光伏组件阵列+组串型并网逆变器(图 B3光伏组件阵列+直流汇流箱+组串型并网逆变器(图 C4光伏组件阵列+组串型并网逆变器+交流配电柜(图D 户用型光伏电站 图一 图二 工商业型光伏电站1.2、集中式光伏电站:集中式光伏电站是指充分利用大片各

2、类未利用地区和相对稳定丰富的太阳能资源构建 中、大型光伏电站,以地面电站为主,地面光伏电站是目前在中国应用最为广泛的光伏电站应用形式之一,主要应 用形式包括:地面光伏电站(图五,山林光伏电站(图六、水上光伏电站(图七等。其发电系统电气组配形式为: 光伏组件阵列+直流汇流箱+直流配电柜+集中型并网逆变器+交流配电柜(图九 地面光伏电站 图三 图四图五 水上光伏电站二、光伏并网逆变器类型2.1、集中型光伏逆变器(图八集中逆变器一般用与大型光伏发电站(10kW的系统中,很多并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直 流输入端,一般功率大的使用三相的 IGBT 功率模块,功率较小的使用场效应晶体管,同时

3、使用 DSP 转换控制器来 改善所产出电能的质量,使它非常接近于正弦波电流。最大特点是系统的功率高,成本低。但受光伏组串的匹配和 部分遮影的影响,导致整个光伏系统的效率和电产能偏低。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏单元组工作 状态不良的影响。 图六图七集中型光伏并网逆变器 集中型逆变器应用示意图 集中型与组串型逆变器应用区别2.2、组串型光伏逆变器(图 A组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器。组串逆变器是基于模块化概念基础上的,每个光伏组串 (1kW-5kW通过一个逆变器,在直流端具有最大功率峰值跟踪,在交流端并联并网。许多大型光伏电厂使用组串 逆变器。优点是不受组串间模块差异和

4、遮影的影响,同时减少了光伏组件最佳点与逆变器不匹配的情况,从而增加 了发电量。技术上的这些优势不仅降低了系统成本,也增加了系统的可靠性。同时,在组串间引入“主-从”的概 念, 使得在系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下, 将几组光伏组串联系在一起, 让其中一个或几个工作, 从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主-从”的概念,使得系统的可靠 图八 图九图十性又进了一步。目前,无变压器式组串逆变器已占了主导地位。 组串型光伏并网逆变器组串型光伏逆变器应用示意图 组串型光伏逆变器应用示意图 图 A 图 B 图 C组串型光伏逆变器应用示意图2.3、多组串型光伏逆

5、变器(多路优化器并入一个并网逆变器 多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点,避免了其缺点,可应用于几千瓦的光伏发电站。在多组串逆变 器中,包含了不同的单独的功率峰值跟踪和直流到直流的转换器,这些直流通过一个普通的直流到交流的逆变器转 换成交流电,并网到电网上。光伏组串的不同额定值(如:不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的 生产厂家等等、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串(如:东、南和西、不同的倾角或遮影, 都可以被连在一个共同的逆变器上,同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。同时,直流电缆的长度减 少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。

6、样件及示意图如组串型逆变器样件与示意图 2.4、微型(组件光伏逆变器(图 E/F 微型或组件型光伏逆变器是将每个光伏组件与一个逆变器相连,同时每个组件有一个单独的最大功率峰值跟 踪,这样组件与逆变器的配合更好。通常用于 50W 到 400W 的光伏发电站,总效率低于组串逆变器。由于是在交流 处并联,这就增加了交流侧的连线的复杂性,维护困难。另一需要解决的是怎样更有效的与电网并网,简单的办法 是直接通过普通的交流电插座进行并网,这样就可以减少成本和设备的安装,但往往各地的电网的安全标准也许不 允许这样做,电力公司有可能反对发电装置直接和普通家庭用户的普通插座相连,需加装双向交流电表。微型并网逆变

7、器图 D图 E/F 微型逆变器应用示意图 微型逆变器应用示意图 微型逆变器安装示意图微型逆变器安装示意图图 G 图 H 图 J 图 I三、光伏组件3.1、光伏组件结构太阳能电池组件构成及各部分功能:1 钢化玻璃 其作用为保护发电主体(如电池片,透光其选用是有要求的, 1. 透光率必须高(一般 91%以 上; 2. 超白钢化处理2 EVA 用来粘结固定钢化玻璃和发电主体(如电池片,透明 EVA 材质的优劣直接影响到组件的寿命,暴 露在空气中的 EVA 易老化发黄,从而影响组件的透光率,从而影响组件的发电质量除了 EVA 本身的质量外,组件 厂家的层压工艺影响也是非常大的,如 EVA 胶连度不达标

8、, EVA 与钢化玻璃、背板粘接强度不够,都会引起 EVA 提早老化,影响组件寿命。3 电池片 常用的两种规格 125*125mm、 156*156mm或由激光切割机机或钢线切割机切割开的不同规格的 太阳能电池组合在一起构成。主要作用就是发电,发电主体市场上主流的是 晶体硅 太阳电池片、 薄膜 (柔性 太阳能 电池片 (图 O/P,两者各有优劣:晶体硅太阳能电池片设备成本相对较低,光电转换效率高,但消耗及电池片成本 也很高,应用于室外发电;薄膜太阳能电池相对设备成本较高,但消耗和电池成本很低,其光电转化效率相对晶体 硅电池片一半多点,但弱光效应非常好,现主流应用于 BIPV 建筑型光伏发电(图二,图 Q 。4 EVA 作用如上,主要粘结封装发电主体和背板5 背板 作用,密封、绝缘、防水(一般都用 TPT 、 TPE 等材质必须耐老化,大部分组件厂家质保都是 25年,钢化玻璃,铝合金一般都没问题,关键就在与背板和硅胶是否能达到要求。6 铝合金 保护层压件,起一定的密封、支撑作用7 接线盒 保护整个发电系统,起到电流中转站的作用,如果组件短路接线盒自动断开短路电池串,防止烧 坏整个系统接线盒中最关键的是二极管的选用,根据组件内电池片的类型不同,对应的二极管也不相同8 硅胶 密封作用,用来密封组件与