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【太阳能光伏发电系统设计及安装】

发布时间:2024-02-10 16:48:17

  1. 太阳能发电的方式有哪几种
  2. 太阳能光伏发电并网原理
  3. 光伏发电系统由哪些部分构成?其作用分别是什么

一、太阳能发电的方式有哪几种

太阳能发电的方式有太阳能光发电和太阳能热发电

1.太阳能光发电

太阳能光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。 它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。

光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能,并使之转变成电能的直接发电方式,是当今太阳光发电的主流。在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池,目前得到实际应用的是光伏电池。

单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,最高可达23%,在太阳能电池中光电转换效率最高,但其制造成本高。单晶硅太阳能电池的使用寿命一般可达15年,最高可达25年。

多晶硅太阳能电池的光电转换效率为14%到16%,其制作成本低于单晶硅太阳能电池,因此得到大量发展,但多晶硅太阳能电池的使用寿命要比单晶硅太阳能电池要短。

2.太阳能热发电

通过水或其他工质和装置将太阳辐射能转换为电能的发电方式,称为太阳能热发电。

先将太阳能转化为热能,再将热能转化成电能,它有两种转化方式:一种是将太阳热能直接转化成电能,如半导体或金属材料的温差发电,真空器件中的热电子和热电离子发电,碱金属热电转换,以及磁流体发电等。

另一种方式是将太阳热能通过热机(如汽轮机)带动发电机发电,与常规热力发电类似,只不过是其热能不是来自燃料,而是来自太阳能。太阳能热发电有多种类型,主要有以下五种:塔式系统、槽式系统、盘式系统、太阳池和太阳能塔热气流发电。 前三种是聚光型太阳能热发电系统,后两种是非聚光型。

一些发达国家将太阳能热发电技术作为国家研发重点,制造了数十台各种类型的太阳能热发电示范电站,已达到并网发电的实际应用水平。

目前世界上现有的最有前途的太阳能热发电系统大致可分为:槽形抛物面聚焦系统、中央接受器或太阳塔聚焦系统和盘形抛物面聚焦系统。

在技术上和经济上可行的三种形式是:30~ 80mw聚焦抛物面槽式太阳能热发电技术(简称抛物面槽式);30~ 200mw点聚焦中央接收式太阳能热发电技术(简称中央接收式);7.5~ 25kw的点聚焦抛物面盘式太阳能热发电技术(简称抛物面盘式)。

除了上述几种传统的太阳能热发电方式以外,太阳能烟囱发电、太阳池发电等新领域的研究也有进展。

扩展资料:

太阳能应用领域:

1、用户太阳能电源:小型电源10-100w不等,用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收录机等;3-5kw家庭屋顶并网发电系统;光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。

2、交通领域:如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。

3、 通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵gps供电等。

4、石油、海洋、气象领域:石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。

5、家庭灯具电源:如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。

6、光伏电站:10kw-50mw独立光伏电站、风光(柴)互补电站、各种大型停车厂充电站等。

7、太阳能建筑:将太阳能发电与建筑材料相结合,使得未来的大型建筑实现电力自给,是未来一大发展方向。

8、其他领域包括:与汽车配套:太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等;太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统;海水淡化设备供电;卫星、航天器、空间太阳能电站等。

参考资料百度百科-太阳能发电

二、太阳能光伏发电并网原理

太阳能光伏发电并网原理

太阳能光伏发电并网原理,光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。下面看看太阳能光伏发电并网原理。

太阳能光伏发电并网原理1

光伏发电并网原理:依靠太阳能电池组件,利用半导体材料的电子学特性,当太阳光照射在半导体pn结上,产生了较强的内建静电场,在内建静电场的作用下,将光能转化成电能。

其工作原理是:太阳电池组件产生的直流电经并网逆变器转换成符合电网要求的交流电之后,直接进入公共电网,光伏电池方阵所产生的电力除了供给交流负载外,多余的电力反馈给电网。在阴雨天或夜晚,太阳电池组件没有产生电能或者电能不能满足负载需求时,就由电网供电。

由于太阳能发电直接供入电网,免除配置蓄电池,省掉了蓄电池储能和释放的过程,减少了能量的损耗,并降低了系统的成本。但是,系统需要专用的并网逆变器,以保证输出的电力满足电网对电压、频率等指标的要求。因为逆变器效率的问题,会有部分能量损失。

太阳能光伏发电并网原理2

光伏发电的基本原理

独立光伏发电系统由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器组件、控制器和负载(直流负载和交流负载)组成。因为太阳能电池产生的电能为直流,但是由于光照强度实时变化,太阳能电池输出的电压也不稳定,这时也需要蓄电池来起到一个滤波的作用,将太阳能电池产生的电压稳定在蓄电池的电压值上,

在另外一种意义上,用蓄电池也有储能的作用,可以将过剩的电能储存起来供在光照强度较低的时候使用。如果是直流负载就可以直接接在蓄电池上工作,如果是交流负载,那么需要经过逆变器的dc-ac 变换,将直流电变成交流电,供给交流负载。

并网光伏发电的基本原理

独立光伏发电系统由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器组件、控制器和负载组成。因为需要将光伏发出来的电回馈给电网,这就需要将直流电转换为电网要求的220v、50hz 的交流电,并且在相同相位的情况下并网,像电网供电。

无论是独立光伏发电系统还是并网光伏发电系统,逆变系统对于交流负载和并网发电都是必不可少的,接下来我们主要就光伏分布发电中的逆变系统的相关设计进行研究。

光伏发电逆变系统的组成

光伏发电系统主要由太阳能电池、主回路、控制电路和负载组成。主回路主要包括dc/dc 电路、dc/ac 电路、滤波器组件。下面主要对于主回路部分的设计做介绍,其中包括主回路的拓扑结构进行分析,介绍一下全桥逆变电路的工作原理以及逆变器模块的选型,以及相关保护的设计。

光伏发电逆变系统的拓扑结构

通常单相电压型逆变器主要分为推挽式、半桥和全桥逆变电路三种。这三种方式根据其不同的特点应用于不同的场合。

推挽式逆变电路的电路结构比较简单,如图3-1 所示。其上电路只需要两个晶闸管,基极驱动电路不需要隔离,驱动电路比较简单,但是晶闸管需要承受2 倍的线路峰值电压,所以适合于低输入电压的场合应用。

同时变压器存在偏磁现象,初级绕组有中心抽头,流过的电流有效值和铜耗较大,初级绕阻两部分应紧密藕合,绕制工艺复杂。因为推挽式逆变电路对于晶闸管的耐压要求比较高,不适合作为光伏发电的.逆变系统主回路。

相比于推挽式逆变电路,单相半桥式逆变电路中所使用的晶闸管的耐压要求就相对较低,不会有线电压峰值2 倍这么多,绝对不会超过线电压峰值。其逆变出来的波形也相对推挽式比较接近于正弦波,所以滤波的要求也相对较低。由于晶闸管的饱和压降减小到了最小,所以不是最重要的影响因素之一。

但是由于半桥式逆变电路的结构决定其集电极电流在晶闸管导通时会增加一倍,使得在晶闸管选型的过程中,要考虑大电流、承受高压的情况,就难免会因为其价格昂贵,所以不适合作为光伏发电的逆变系统主回路。

太阳能光伏发电并网原理3

太阳能发电主要分为两种,一种是并网型发电,一种是独立光伏系统。二者的区别主要在于一个需要并网,可以不适用蓄电池,一个是自给自足,需要蓄电池,其他基本一致。

基本组成如下: 光伏阵列将太阳能转变成直流电能,经逆变器的直流和交流逆变后,根据光伏电站接入电网技术规定光伏电站容量确定光伏电站接入电网的电压等级,由变压器升压后,接入中压或高压电网。

原理如下: 光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

目前市面上太阳能光伏发电站的“并网模式”通常有三种:自发自用余电上网模式、全额上网模式、全部自用模式。

首先,在这三种并网模式中选择其中一种,那么就需要根据自身的实际情况来进行选择了:比如说像普通家庭住户,大多数的人都选择自发自用余电上网的模式,这也是现在分布式光伏发电站中所用比例占最高的一种选择方式。

这种模式的好处,是光伏电站发出来的电优先给自己家里面供电使用,然后用不掉多余的电直接自动并入到电网里面,这样的话就避免了浪费,还能赚钱。这种模式是比较适合普通家庭用户选择的,也是非常经济实惠,因为不用额外花钱买电池来储存电量。

除了家庭用电以外,比如说工业用电、厂房屋顶、工商业楼房屋顶这些地方就是商业用电,也是比较适合自发自用余电上网模式的。

为什么这么说呢?因为商业用电的费用比民用电费更高,如果工商业以及厂房屋顶安装光伏电站的话,那么经济效益会大大地增高,回本时间也会更短,这种选择方式是非常有利的,用不掉的电直接并网到电网上面。

三、光伏发电系统由哪些部分构成?其作用分别是什么

光伏发电系统(pv

system)是将太

阳能转换成电能的发电系统,利用的

是光生伏特效应。光伏发电系统分为

独立太阳能光伏发电系统、并网太阳

能光伏发电系统和分布式太阳能光伏

发电系统。

它的主要部件是太阳能电池、蓄电池

、控制器和逆变器。其特点是可靠性

高、使用寿命长、不污染环境、能独

立发电又能并网运行,受到各国企业

组织的青睐,具有广阔的发展前景。

主要有三种:1.独立光伏发电系统(

离网系统)

2.并网光伏发电系统

3.分

布式光伏发电系统

独立光伏发电系统主要组成部分

1.

光伏阵列

2.

光伏

3.

蓄电池组

4.

逆变器

5.

监控系统

6.

负载

并网光伏发电系统主要组成部分

1.

光伏阵列

2.

并网逆变器

3.

公共电网

4.

监控系统

分布式光伏发电系统主要组成部分

1.

光伏阵列

2.

直流汇流箱

3.

直流配电柜

4.

并网逆变器

5.

交流配电柜

6.

负载

7.

公共电网

8.

监控系统

独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏

发电不与电网连接的发电方式,典型

特征为需要用蓄电池来存储夜晚用电

能量。独立太阳能光伏发电在民用范

围内主要用于边远的乡村,如家庭系

统、村级太阳能光伏电站;在工业范

围内主要用于电讯、

太阳能水泵,在具备风力发电和小水

电的地区还可以组成混合发电系统,

如风力发电/太阳能发电互补系统等。

并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏

发电连接到国家电网的发电的方式,

成为电网的补充,典型特征为不需要

蓄电池。

庭为单位,商业用途主要为企业、政

府大楼、

美化景观照明系统等的供电,工业用

途如太阳能农场。

分布式太阳能光伏发电又称分散式发

电或分布式供能,是指在用户现场或

靠近用电现场配置较小的光伏发电供

电系统,以满足特定用户的需求,支

持现存配电网的经济运行,或者同时

满足这两个方面的要求。其运行模式

是在有太阳辐射的条件下,光伏发电

系统的太阳能电池组件阵列将太阳能

转换输出的电能,经过直流汇流箱集

中送入直流配电柜,由并网逆变器逆

变成交流电供给建筑自身负载,多余

或不足的电力通过联接公共电网来调

节。