太阳能光伏发电系统及应用ppt课件.ppt

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1、1,太阳能光伏发电系统及应用,大阳能电池方阵也称光伏阵列（Solar Array或PV Array）。太阳能电池方阵是为满足高电压、大功率的发电要求，由若干个太阳能电池组件通过串并联连接，并通过一定的机械方式固定组合在一起的。,7. 1 太阳电池方阵,此外，光伏阵列还需要防反充（防逆流）二极管、旁路二极管、电缆等对电池组件进行电气连接，还需要配备专用的、带避雷器的直流接线箱。另外光伏阵列要固定在支架上，整个支架要牢固的安装在支架基础上。,7. 1 太阳电池方阵,1 热斑效应,当太阳能电池组件或某一部分表面不清洁、有划伤或者被鸟粪、云层阴影覆盖或遮挡时，被覆盖或遮挡部分所获得的太阳能辐射会减小，

2、其电池片输出功率自然减小，相应组件的输出功率也随之降低。由于被遮挡的面积与输出功率不是线性关系，所以即使一个组件中只有一个电池片被覆盖，整个组件的功率也会大幅度降低。,1 热斑效应,被遮挡部分：串的并联部分。只有该部分输出的发电电流会减小，被遮挡部分：串的串联部分。一方面会使整个组件的输出电流减小为该被遮挡部分的电流，另一方面被遮挡部分不能发电，还会被当作负载消耗能量，长期遮挡会引起局部反复过热，产生热斑，这就是热斑效应。,1 热斑效应,热斑效应能严重地破坏太阳能电池，严重的可能会使焊点熔化、封装材料破坏，甚至会使整个组件失效。产生热斑效应的原因除了以上情况外，还有个别质量不好的电池片混入电池

3、组件，电极焊片虚焊、电池片隐裂或破损、电池片性能变坏等因素，需要引起注意。,2 太阳能电池组件的串、并联组合,太阳能电池方阵的连接有串联、并联和串、并联混合几种方式。当每个单体的电池组件性能一致时，多个电池组件的串联连接，可在不改变输出电流的情况下，使方阵输出电压成比例的增加；组件并联连接时，则可在不改变输出电压的情况下，使方阵的输出电流成比例的增加；串、并联混合连接时，即可增加方阵的输出电压，又可增加方阵的输出电流。,但是，组成方阵的所有电池组件性能参数不可能完全一致，所有的连接电缆、插头插座接触电阻也不相同，于是会造成各串联电池组件的工作电流受限于其中电流最小的组件；而各并联电池组件的输出

4、电压又会被其中电压最低的电池组件钳制。因此方阵组合会产生组合连接损失，使方阵的总效率总是低于所有单个组件的效率之和。,组合连接损失的大小取决于电池组件性能参数的离散性，因此除了在电池组件的生产工艺过程中，尽量提高电池组件性能参数的一致性外，还可以对电池组件进行测试、筛选、组合，即把特性相近的电池组件组合在一起。例如，串联组合的各组件工作电流要尽量相近，每串与每串的总工作电压也要考虑搭配得尽量相近，最大幅度地减少组合连接损失。,方阵组合连接要遵循下列几条原则：串联时需要工作电流相同的组件，并为每个组件并接旁路二极管；并联时需要工作电压相同的组件，并在每一条并联线路中串联防反充二极管；,方阵组合连

5、接要遵循下列几条原则：尽量考虑组件连接线路最短，并用较粗的导线；严格防止个别性能变坏的电池组件混入电池方阵。, 7.2 二极管,在太阳能电池方阵中，常用的二极管基本都是硅整流二极管，在选用时要注意规格参数，防止击穿损坏。一般反向峰值击穿电压和最大工作电流都要取最大运行工作电压和工作电流的2倍以上。二极管在太阳能光伏发电系统中主要分为两类，防反冲二极管和旁路二极管。,(1)防反充（防逆流）二极管,防反充二极管的作用之一是防止太阳能电池组件或方阵在不发电时，蓄电池的电流反过来向组件或方阵倒送，不仅消耗能量，而且会使组件或方阵发热甚至损坏；,(1)防反充（防逆流）二极管,作用之二是在电池方阵中，防止

6、方阵各支路之间的电流倒送。这是因为串联各支路的输出电压不可能绝对相等，各支路电压总有高低之差，或者某一支路因为故障、阴影遮蔽等使该支路的输出电压降低，高电压支路的电流就会流向低电压支路，甚至会使方阵总体输出电压的降低。在各支路中串联接入防反充二极管就避免了这一现象的发生。,(2)旁路二极管,当有较多的太阳能电池组件串联组成电池方阵或电池方阵的一个支路时，需要在每块电池板的正负极输出端反向并联1个（或23个）二极管，这个并联在组件两端的二极管就叫旁路二极管。,(2)旁路二极管,旁路二极管的作用是防止方阵串中的某个组件或组件中的某一部分被阴影遮挡或出现故障停止发电时，在该组件旁路二极管两端会形成正

7、向偏压使二极管导通，组件串工作电流绕过故障组件，经二极管旁路流过，不影响其他正常组件的发电，同时也保护被旁路组件避免受到较高的正向偏压或由于“热斑效应”发热而损坏。,将每个电池配备一个旁路二极管会过于昂贵，所以二极管通常会连接于一组电池的两端，被遮挡的电池最大功率消耗大约等于该电池所在电池组的总发电能力。,对于硅光伏电池，在不损坏的情形下，一个旁路二极管最多接15个电池块，所以对于36块电池的组件，至少需要3个旁路二极管来保证组件不被热点破坏。,旁路二极管也不是任何场合都需要的，当组件单独使用或并联使用时，是不需要接二极管的。对于组件串联数量不多且工作环境较好的场合，也可以考虑不用旁路二极管。

8、,7.3 蓄电池,蓄电池是一种化学电源，即能将电能转化为化学能储存，也能通过其内部的化学反应向用电设备供电。,1 概述,太阳能蓄电池主要是蓄电用，对电池的容量要求较高，一般对电池不作深度放电，但电池一般长期在浮充状态下工作。故对电池耐过充的性能要求高一点。一般在隔板和电解质中做改进。,放电深度（Depth of Discharge，DOD）指用户在蓄电池使用的过程中，蓄电池放出的安时数占其标称容量安时数的百分比深度放电会造成蓄电池内部极板表面硫酸盐化，导致蓄电池的内阻增大，严重时出现永久性损坏。,荷电态（state of charge，SOC）蓄电池充电到不能再吸收能量的状态定义为100%，蓄

9、电池不能再放出能量的状态定义为0%，SOC=1-DOD.,自放电：蓄电池在独立存贮期间容量逐渐减少的现象。,浮充：长期将蓄电池组并接在负载回路上。蓄电池保持少量的充电电流，并对波动的负载起补偿作用，正常情况下总有光伏电流电压加在蓄电池两端柱上，只要蓄电池电压低于光伏阵列直流电源，该电源就给蓄电池充电。当光伏阵列电源不够或完全没有电时，才启用蓄电池对负荷供电，这样就保证不中断负荷电源。,2 蓄电池的分类,酸性电池（铅酸蓄电池）,碱性电池（镍镉蓄电池）,蓄电池,其他,阀控式铅酸蓄电池 VRLA: Value Regulated Lead Battery 特点：不需加酸加水 密封结构（设有单向阀）,

10、铅酸蓄电池,AGM电池,采用AGM（玻璃纤维）隔板，电解液被吸附在隔板，可立放和倒放，为主导电池。,GEL(胶体蓄电池),将铅酸蓄电池中的硫酸电解液换成硅胶电质，其工作原理仍与铅酸电池类似。 硅胶电解质是用SiO2凝胶和一定浓度的H2SO4混合形成高分子聚合物，吸附H2O和H2SO4形成固体电解质。,蓄电池的型号,6 GFM 500,单格数,特征,额定容量,3 蓄电池的结构,蓄电池的结构,极板、隔板、电解液、外壳,极板由栅架和活性物质组成。 正极板：二氧化铅（PbO2), 棕红色 负极板：海绵状纯铅（Pb）,深灰色,1、极板,极板组,极板：由栅架和活性物质组成。,极板分正极板和负极板,隔板：在

11、正、负极板间起绝缘作用，可使电池结构紧凑。 A、隔板有许多微孔，让电解液畅通无阻。 B、隔板一面平整，一面有沟槽。沟槽面对着正极板。使充放电时，电解液能通过沟槽及时供给正极板，当正极板上的活性物质PbO2脱落时能迅速通过沟槽沉入容器底部。,2、隔板,材料：硬橡胶、塑料两种。外壳上有链条和加液孔,3.壳体,链条：串联各单格电池 ， 材料为铅。加液孔盖： （ 注意孔盖上小孔的作用） 蓄电池的每一个单格都有一个加液孔，为加注电解液和检测电解液密度所用，孔盖上有通气孔，该小孔应经常保持畅通，一便随时排除蓄电池化学反应放出的氢气和氧气，防止外壳涨列和发生事故。,附件,电解液：用纯硫酸和蒸馏水按一 定的比

12、例配制成配制成的电解液比重一般在1.241.30g/ cm3之间。 对电解液浓度的选择北方南方略有不同。,4.电解液,4 蓄电池的工作原理,1.电动势的产生正极板：PbO2 Pb4+2e负极板：Pb-2ePb2+两极板之间产生电位差（电动势）,电动势的建立 一个极板组的电动势也是2.1V 要得到12V电压需串连6个单格,2.放电时化学反应为：正极板：Pb4+2ePb2+ Pb2+SO42-PbSO4 附在正极板上,2.放电时化学反应： 负极板：Pb-2ePb2+ Pb2+SO42PbSO4 附在负极板上,2.放电时化学反应总方程式为：PbO2 Pb 2H2SO4 2Pb SO4 2H2O 电解

13、液中：H+OH-H2O SO4 减少 正、负极上的PbSO4增加（内阻增加），电解液硫酸浓度降低，电池电动势降低。,3. 工作原理放电过程,蓄电池放电终了特征：（1）单格电池电压降到终止电压（2）电解液密度下降到最小许可值,4. 工作原理充电过程,蓄电池充电终了特征：（1）电解液中有大量气泡冒出，呈沸腾状态（2）电解液密度和端电压上升到规定值，且23小时保持不变,（1）锂电池,锂电池结构示意图,5 其他新型储电装置,燃料蓄电池基本结构示意图,（2）燃料蓄电池,超导储能系统结构示意图,（3）超导储能,（1） 蓄电池的容量,处于完全充电状态的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

14、电量称为电池容量，以符号C表示。常用单位为安培小时，简称安时（A.h）。,蓄电池容量的表示,额定容量,起动容量,储备容量,6 电池常用术语,蓄电池的额定容量（国外也称标称容量）：蓄电池在一定的放电条件下（电解液温度为25条件下，以10小时率放电电流放电至放电终了电压）单池平均电压降到1.75V时,输出的电量称为蓄电池的额定容量。,1、额定容量,储备容量表示了汽车充电系统失效时蓄电池向汽车提供25A恒流的能力。 蓄电池在电解液温度为25条件下，以25A恒流放电电流连续放电，直至单池平均电压降到1.75V时的放电时间称为蓄电池的储备容量。,2、储备容量,3 、 起动容量,常温起动容量,低温起动容量

15、,3、起动容量,电解液在30时，以3倍额定容量的电流持续放电至终止电压（12V蓄电池为8V，6V蓄电池为4V）所放出的电量称为常温起动容量（持续时间应在5min以上。 电解液在18时，以3倍额定容量的电流持续放电至终止电压（12V蓄电池为6V，6V蓄电池为3V）所放出的电量称为低温起动容量（持续时间应在2.5min以上。）,常温起动容量,低温起动容量,（2） 放电率,根据蓄电池放电电流的大小，分为小时率（时间率）和电流率（倍率）。 时间率是指一定放电条件下，放电至放电终止电压的时间长短。 电池放电倍率越高，放电电流越大，放电时间就越短，放出的相应容量越少。,（3） 终止电压,电池放电时电压下降

16、到不宜再放电时（至少能再反复充电使用）的最低工作电压。,（4） 循环寿命,蓄电池经历一次充电和放电，称为一次循环（一个周期）。 在一定放电条件下，电池使用至某一容量规定值之前，电池所能承受的循环次数，称为循环寿命。,（5） 电池内阻,电池内阻有欧姆内阻和极化内阻两部分。 欧姆内阻主要由电极、料、隔壁、电解液、接线柱等构成，也与电池尺寸、结构及装配因素有关。 极化内阻是由电化学极化和浓差极化引起的，是电池放电或充电过程中两电极进行化学反应时极化产生的内阻。,独立光伏发电系统组成,独立光伏发电系统由光伏阵列、光伏控制器、蓄电池、电力电子变换器以及各种常用负载组成,7. 4 控制器,早期光伏控制器,

17、主要用于控制蓄电池的充放电,使蓄电池在安全工作电压、电流范围内工作的装置。它的控制性能直接影响蓄电池使用寿命和系统效率。,现代光伏控制器,蓄电池充放电控制最大功率点跟踪（MPPT）控制太阳光跟踪控制,1 蓄电池充放电控制,蓄电池充电控制基本原理蓄电池过放电保护基本原理,蓄电池充电控制基本原理,图：蓄电池容量随温度的变化曲线 电解液温度高时（在允许的温度范围内），离子运动速度加快，获得的动能增加，因此渗透力加强，从而使蓄电池内阻减小，扩散速度加快，电化反应加强，从而使电池容量增大；当电解液温度下降时。,蓄电池过放电保护基本原理,循环寿命与放电深度的关系,DOD（%）,2 最大功率点跟踪（MPPT

18、）控制,基本概念MPPT基本原理 MPPT方法,基本概念一：,最大功率点（MPP）:在一定的光照强度和环境温度下，光伏阵列在某一输出电压值时，输出功率达到最大值。太阳能电池的输出特性太阳能电池输出曲线的主要参数有：Voc开路电压，Isc短路电流和Pmax峰值功率,太阳能电池阵列的特性,基本概念二,负载匹配 负载是不断变化，不可能让负载来适应，因此需要调整光伏阵列的输出电压，电流，使其工作在最大功率点。,基本概念三,不同光照强度对太阳能电池的输出特性不同环境温度对太阳能电池的输出特性,不同光照强度：当光照强度分别为1000wm2、950wm2、900wm2、850wm2，温度为25时，单个光伏电

19、池的输出特性曲线 。,不同温度：光照强度为l000Wm2，温度分别为20，40，60 ，80，100时单个光伏电池的输出电压电流特性和电压功率特性。,基本概念三,最大功率点跟踪技术：不断地根据外界不同光照强度、环境温度等特性调整光伏阵列的工作点，使之始终工作在最大功率点处。,A,B分别为相应的最大功率点。 当光照强度发生变化，即光伏阵列的输出特性由曲线1上升为曲线2。此时如果保持负载1不变，系统将运行在A点，这样就偏离了相应光照强度下的最大功率点。 为了继续追踪最大功率点，应当将系统的负载特性由负载1变化至负载2，以保证系统运行在新的最大功率点B。,MPPT基本原理,3 太阳光跟踪控制,太阳能

20、利用率不高的原因： 分散性方向性不稳定性,太阳跟踪系统：使太阳光永远垂直照射在接收面上（能量积分） 提高太阳能的吸收率和转化率,提高太阳能的利用率,一天中日照量随时间的变化及由倾角决定的辐射量的不同（6月份在英国的测定实例）,目前使用的跟踪系统,单轴太阳能自动跟踪器 步进式太阳能自动跟踪可自动跟踪的太阳灶五像限法太阳自动跟踪仪单轴液压式自动跟踪极轴式跟踪 不足：结构复杂，跟踪精度不高，不能全自动跟踪,7.5 逆变器,顺变：把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。,1 逆变器简介,逆变：把将直流电能变换成交流电能的过程

21、称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。（一般为220v50Hz正弦波或方波。）,1 逆变器简介,逆变器（Inverter，逆向变压器件）是一种直流到交流（DC to AC）的变压器，可将可变直流输出转换成清洁220V正弦 50Hz 或 其他类型交流电，可用于各类设备，最大限度地满足移动供电场所或无电地区用户对交流电源的需要。广泛用在通讯、工业设备、卫星通信设备、军用车载、船舶、太阳能及风能发电领域。,第一，逆变器是商业电网或地方电网的关键组件 随着经济社会的发展，人类社会对能源的需求量越来越大，传统能源使用面临污染环境等诸多问题使人们转向对清洁能

22、源的发展。逆变器是整个太阳能/风能系统的关键组件，可将由太阳能/风能获得的可变直流输出转换成清洁正弦 50 或 60Hz 电流，从而满足我们对在日常环境中不可或缺的220伏交流电，非常适用于为商业电网或地方电网提供电源。,逆变器的用途：,第二，满足“移动”时代的需求 随着现在人们生活方式的改变，高节奏，高快捷的生活需求在日益的扩大，于是现在的3C产品，更多的数码产品都在朝着这样的方向发展着。在移动的状态中，人们不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电，同时更需要我们在日常环境中 不可或缺的220伏交流电，逆变器就可以满足我们的这种需求。,逆变器的用途：,2 逆变器的分类,逆变器的种类很多，可按照不

23、同的方法进行分类。1、按逆变器输出交流电能的频率分，可分为工频逆变器、中频逆器和高频逆变器。工频逆变器的频率为5060的逆变器；中频逆变器的频率一般为400z到十几Hz；高频逆变器的频率一般为十几kHz到MHz。2、按逆变器输出的相数分，可分为单相逆变器、三相逆变器和多相逆变器。,2 逆变器的分类,3、按照逆变器输出电能的去向分，可分为有源逆变器和无源逆变器。凡将逆变器输出的电能向工业电网输送的逆变器，称为有源逆变器；凡将逆变器输出的电能输向某种用电负载的逆变器称为无源逆变器。 4、按逆变器主电路的形式分，可分为单端式逆变器，推挽式逆变器、半桥式逆变器和全桥式逆变器。,按逆变器主开关器件的类型

24、分，可分为晶闸管逆变器、晶体管逆变器、场效应逆变器和绝缘栅双极晶体管（）逆变器等。又可将其归纳为“半控型”逆变器和“全控制”逆变器两大类。前者，不具备自关断能力，元器件在导通后即失去控制作用；后者，则具有自关断能力，即无器件的导通和关断均可由控制极加以控制。,按直流电源分，可分为电压源型逆变器（）和电流源型逆变器（）。前者，直流电压近于恒定，输出电压为交变方波；后者，直流电流近于恒定，输也电流为交变方波。按逆变器输出电压或电流的波形分，可分为正弦波输出逆变器和非正弦波输出逆变器。,按逆变器控制方式分，可分为调频式（）逆变器和调脉宽式（）逆变器。按逆变器开关电路工作方式分，可分为谐振式逆变器，定

25、频硬开关式逆变器和定频软开关式逆变器。按逆变器换流方式分，可分为负载换流式逆变器和自换流式逆变器。,3 主要技术参数的控制及保护,主要技术参数额定输出电压 在规定的输入直流电压允许的波动范围内，它表示逆变器应能输出的额定电压值。对输出额定电压值的稳定准确度一般有如下规定： 1） 在稳态运行时，电压波动范围应有一个限定，例如其偏差不超过额定值的或。 2）在负载突变（额定负载050100）或有其他干扰因素影响的动态情况下，其输出电压偏差不应超过额定值的或10。,3 主要技术参数的控制及保护,主要技术参数额定输出电压 3）在正常工作条件下，逆变器输出的三相电压不平衡度不超过5%-8%。 4）输出电压

26、波形失真度或谐波分量，通常以输出电压的总波形失真度表示，其值不应超过5%。 5）输出交流电压的频率在正常工作条件下其偏差应在1%以内。,输出电压的不平衡度：在正常工作条件下，逆变器输出的三相电压不平衡度（逆序分量对正序分量之比）应不超过一个规定值，一般以表示，如或。输出电压的波形失真度：当逆变器输出电压为正弦度时，应规定允许的最大波形失真度（或谐波含量）。通常以输出电压的总波形失真度表示，其值不应超过（单相输出允许10）。,额定输出频率：逆变器输出交流电压的频率应是一个相对稳定的值，通常为工频50z。正常工作条件下其偏差应在以内。5负载功率因数：表征逆变器带感性负载或容性负载的能力。在正弦波条

27、件下，负载功率因数为0.7-0.9（滞后），额定值为0.9。,6额定输出电流（或额定输出容量）：表示在规定的负载功率因数范围内逆变器的额定输出电流。有些逆变器产品给出的是额定输出容量，其单位以或表示。逆变器的额定容量是当输出功率因数为（即纯阻性负载）时，额定输出电压为额定输出电流的乘积。7额定输出效率：逆变器的效率是在规定的工作条件下，其输出功率对输入功率之比，以表示。逆变器在额定输出容量下的效率为满负荷效率，在10额定输出容量的效率为低负荷效率。,8保护 过电压保护：对于没电压稳定措施的逆变器，应有输出过电压防护措施，以使负截免受输出过电压的损害。 过电流保护：逆变器的过电流保护，应能保证在

28、负载发生短路或电流超过允许值时及时动作，使其免受浪涌电流的损伤。,9起动特性：表征逆变器带负载起动的能力和动态工作时的性能。逆变器应保证在额定负载下可靠起动。10噪声：电力电子设备中的变压器、滤波电感、电磁开关及风扇等部件均会产生噪声。逆变器正常运行时，其噪声应不超过80dB，小型逆变器的噪声应不超过65dB。,4 光伏并网逆变器,并网逆变器是并网光伏发电系统的核心部件。它不仅将太阳能光伏发电发出的直流电转换为交流电，还要对交流电的频率、电压、电流、相位、同步等进行控制，因此对其要求比独立逆变器更严。,要求具有较高的效率 为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，降低成本，必须设法提高逆变器的

29、效率。太阳能的功率与温度、日照、负载密切相关，输出功率又是非线性的，为了提高输出效率，并网逆变器应具有最大功率点跟踪控制功能，随时跟随太阳能辐射能力而变化。此外还能根据日出、日落条件的不同自动进行开与关。,常见的mppt跟踪方法有以下几种：定电压跟踪法，扰动观察法，电导增量法等1. 定电压跟踪法： 将光伏电池输出电压控制在其最大功率点附近的某一定电压处，光伏电池将获得近似的最大功率输出，这种控制就是定电压跟踪法，其实际上是一种开环的mppt算法。,2. 扰动观察法： 扰动光伏电池的输出电压（或电流），然后观测光伏电池的输出功率的变化，根据功率变化的趋势连续改变扰动电压（或电流）方向，使光伏电池

30、最终工作在最大功率点。 3. 电导增量法： 通过比较太阳能电池阵列的瞬时电导与电导的变化量,根据比较结果进行相应的调制来完成最大功率点跟踪的功能。,逆变器未来发展方向第一，高频化。逆变器开关频率的提高能够有效的减少装置的体积和重量，同时还能够消除变压器和电感的音频噪声。在改善输出电压的动态响应能力的时候也减小了装置的体积和质量。第二，高性能化。要求它的稳压性能好, 空载及负载时输出电压有效值都要稳定；另外，波形的质量也要求要高。对突加或突减负载时输出电压的瞬态响应着一特性要好。,逆变器未来发展方向第三，并联及模块化。现在的逆变器已经向着大功率和可靠性在发展，所以为了提高系统的可靠性, 就必须要

31、实现模块化。第四，小型化。这里的小型化指的就是变压器的小型化。第五，高输入功率因数化。第六，数字化。第七，智能化。,1.离网非户用系统 完全依靠太阳电池供电的光伏系统，系统 中太阳电池方阵是唯一的能量来源。,7.6 光伏系统的类型,光伏系统为无电场所供应电力,可根据需要 专门设计. 可就地供电,不需延伸电网,节省了投资,也减少了线路损耗. 使用方便,安全可靠,维护简单.,最简单的离网光伏系统是直联系统,太阳电池方阵受光照时发出的直流电力直接供给负载使用，中间没有储能设备，负载只在有光照时才能工作。这种直联系统如太阳能水泵、太阳能风帽等。方框图如下,光伏方阵,负载,光伏水泵,太阳能水泵,太阳能风

32、帽,一般为直流负载供电的独立光伏系统主要由太阳电池方阵、防反充二极管、蓄电池组、控制器等组成.方框图如下,光伏方阵,蓄电池,直流负载,控制器,为交流负载供电的独立光伏系统,除了以上部件外,还要配备逆变器,方框图如下,光伏方阵,蓄电池,交流负载,控制器,逆变器,微波中继站太阳能电源,通讯电源,太阳能航标灯,太阳能灯塔,太阳能分段断路器电源,消费产品(Consumer) 可以将太阳能电源系统与产品安装在一起,这样就不需要与电网相连,方便使用.如:交通工具 照明电源 日用产品等,太阳能飞机,太阳能快艇,轮船上的光伏电源,太阳能拖车,太阳能高尔夫球车,太阳能广告牌,太阳能汽车站,太阳能交通警示灯,太阳

33、能路灯,太阳能投射灯,太阳能草坪灯,太阳能手机充电器,太阳能玩具,全球还有将近20亿人口没有用上电，我国也还有大约3000万人口没有电力供应，其中相当大部分处在经济不发达的边远地区，很难依靠延伸常规电网来解决用电问题.而这些地区往往太阳能资源十分丰富,应用太阳能发电大有可为.,2 离网户用系统,牧民户用光伏电源,户用光伏系统,西藏改则县20KW光伏电站,通常安装在屋顶,光伏系统与电网并联,光伏方阵发出的电力除了供应负载使用外如有多余，可以输入电网.在晚上或阴雨天，光伏方阵发出的电力不足，则由电网向负载供应一部分或全部电力。,3 分布式并网系统,户用屋顶并且网光伏系统示意图,屋顶户用光伏系统,分

34、布式并网系统优点,可安装在屋顶，节约土地资源。实现就近供电，减少线路损耗。不必配备储能装置，可节省投资，避免维护和更换电池的矛盾。不受蓄电池容量限制，系统所发电力可全部得到利用。,美国屋顶计划的一些指数列表,大型并网光伏电站系统框图,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。,4. 集中式并网系统,发电侧并网，可以接入公共电网和接入用户侧,光伏方阵分为两类：固定式和跟踪式,单轴跟踪系统,双轴跟踪系统,固定式钢管埋地,固定式水泥基础,国内外应用案例,德国巴伐利亚太阳公园6

35、.3MW太阳能发电站,德国莱比锡地面5MW太阳能电站,德国波茨坦5MW屋顶太阳能电站,美国Tucson地区4.59MW太阳能电站,深圳园博会屋顶太阳能电源,上海5KW光伏发电系统,浙江义乌国际商贸城三期市场1.295MW,上海世博主题馆2.5MW,国家发改委300KW,南京南站10.17MW,青岛火车站103kW,威海市民文化中心270kW,江苏阜宁3MW,上海1.5MW,北京德青源1MW,将一种或几种发电方式同时引入光伏系统中，联合向负载供电的系统称为混合光伏发电系统。由于目前光伏系统发电的价格较高，如果完全用光伏系统来满足负载用电的需求，太阳电池方阵和蓄电池必须在最差的天气条件下也能支持负

36、载的运行，这样的系统初始投资很高。如将柴油发电机引入光伏系统，平时由光伏系统供电，冬天太阳辐射量不足时启动柴油发电机供电，这样可以节省投资。,5 混合系统,另一种混合发电方式是光伏/风力混合发电系统，有些地区冬天日照差，但风力大，可以由风力发电机补充，这种风/光互补系统在有些地区有很大的实用价值。方框图如下,光伏方阵,风力发电机,控制器,逆变器,交流负载,直流负载,蓄电池,7.7 光伏组件的特殊应用,1光伏与建筑相结合的形式(1). 光伏系统与建筑相结合 将一般的光伏方阵安装在建筑物的屋顶或阳台上，通常其逆变控制器输出端与公共电网并联，共同向建筑物供电，这是光伏系统与建筑相结合的初级形式。,屋

37、顶并网光伏系统,“零能耗”建筑,(2). 光伏器件与建筑相结合 光伏组件与建筑材料融为一体，采用特殊的材料和工艺手段，将光伏组件做成屋顶、外墙、窗户等形状，可以直接作为建筑材料使用，既能发电，又可作为建材，一举两得，能够进一步降低发电成本。,德国慕尼黑国际贸易中心屋顶光伏系统,纽约时代广场太阳能系统,太阳能发电与建筑一体化,太阳能光伏声屏障系统,同样兼具两种功能，而又不需占用土地，并且具有重大经济价值的光伏应用领域就是光伏声屏障，将光伏组件安装在高速道路两旁，既能降低噪声，又能发电，兼具两种功能，一举两得，可以进一步降低光伏系统的发电成本，有着巨大的市场潜力。,太阳能公路声屏障,瑞士声光伏屏障系统,