离网光伏发电系统研究（离网型光伏发电系统）

本文目录一览：

• 1、光伏离网发电系统原理是什么？请详细解释
• 2、离网分布式光伏发电系统是什么样的？
• 3、离网型光伏发电系统的系统组成
• 4、离网型太阳能光伏发电系统主要由哪几部分组成？各个部分的主要作用（或功能）是什么？
• 5、光伏发电系统是不是交流电流越大效率越高发电量越大
• 6、离网光伏发电系统应用前景

光伏离网发电系统原理是什么？请详细解释

独立运行发电系统（离网系统） 以光伏电池板为发电部件。 控制器对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。控制器的性能不好时，对蓄电池的使用寿命影响很大，并最终影响系统的可靠性。 蓄电池的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。 逆变器负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。 由光伏组件电池发电，通过电缆接线盒连接电池组件和控制器，控制器控制蓄电池的充电和放电，家庭用户通常使用的是交流电源，蓄电池或光伏电池发电产生的是直流电，需经过逆变器进行变换处理后经配电盘分配到各个交流用电设备。

离网分布式光伏发电系统是什么样的？

离网光伏发电系统适用没有并网或并网电力不稳定的地区，离网光伏系统通常由太阳能组件、控制器、逆变器、蓄电池组和支架系统组成。他们产生直流电源可直接通过白天或储存在蓄电池组中，用于在夜间或在多云或下雨的日子提供电力。离网光伏系统是独立的解决方案,因其可安装在大多数地方且易于本地维护。他们是可替代柴油发电机的可靠的、清洁和成本低廉的有效解决方案。

微型电网系统是一个独立控制单元，使得各种类型的发电设备、能源存储、负载和控制设备集成在一起产生电能或供热给用户。它可以满足用户的多样化需求，系统的容量从数十千瓦到数百千瓦甚至兆瓦。

该系统可以支持的诸多负载，如照明、桌面电风扇、彩色电视、台式计算机、空调等。诸如冰箱可以全天候使用是依赖于系统中，控制器集成太阳能充电电路和逆变器电路以及一个微处理器，保护电池以防过充和过放，保护控制器避免短路或反向连接的太阳能面板或电池以及由于电力不足的提前预警。住宅离网系统可安装在屋顶或地面。根据IEA的调查显示，有14.56亿人生活在缺少电力的环境，其中83%生活在农村，这也是多数离网系统被应用在农村的原因。它具有低成本洁可再生，可靠方便，便于安装维护等特点，一次性投资可换回25年以上的电力供应。

离网型光伏发电系统的系统组成

离网光伏系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离网型逆变器、直流负载和交流负载等构成。

(1)太阳电池组件

太阳电池组件是太阳能供电系统中的主要部分，也是太阳能供电系统中价值最高的部件，其作用是将太阳的辐射能量转换为直流电能；

(2)太阳能充放电控制器

太阳能充放电控制器也称“光伏控制器”，其作用是对太阳能电池组件所发的电能进行调节和控制，最大限度地对蓄电池进行充电，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，光伏控制器应具备温度补偿的功能。

(3)蓄电池组

蓄电池组其主要任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。

(4)离网型逆变器

离网型逆变器是离网发电系统的核心部件，负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。为了提高光伏发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，逆变器的性能指标非常重要。

离网型太阳能光伏发电系统主要由哪几部分组成？各个部分的主要作用（或功能）是什么？

离网型太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池板、蓄电池和控制逆变器三部分组成。系统通过太阳能电池板将太阳能转变成电能存储到蓄电池中，再通过控制逆变器将蓄电池中的直流电转换成交流电供用电设备使用

光伏发电系统是不是交流电流越大效率越高发电量越大

白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用。太阳能→电能→化学能→电能→光能。 太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件（Solar cells）是利用半导体材料 太阳能光伏发电图 的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。发电原理 编辑 太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。 （1）电池单元：由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件（阵列）。单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定的条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而能在光照下形成电流密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。 若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路，于是就有“光生电流”流过，太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。 （2）电能储存单元：太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的，但其容量要受到末端需电量，日照时间（发电时间）的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。设置原理 编辑 太阳能光伏发电系统的设计需要考虑的因素： 1、 需要考虑太阳能光伏发电系统使用的地方以及该地日光辐射情况； 2、 需要考虑太阳能光伏发电系统需要承载的负载功率； 3、 系统所输出电压，以及考虑应该使用直流电还是交流电； 4、 系统每天需要工作的小时数； 5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天； 6、 考虑负载的情况，是纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流的大小。系统组成 编辑 光伏系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜、自动太阳能跟踪系统、自动太阳能组件除尘系统等设备组成。其各部分设备的作用是：太阳能电池 在有光照（无论是太阳光，还是其它发光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏特效应”。在光生伏特效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。 原材料特点： 电池片：采用高效率（16.5%以上）的单晶硅太阳能片封装，保证太阳能电池板发电功率充足。 太阳能电池图 玻璃： 采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃)， 厚度3.2mm,在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上，对于大于1200 nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射，透光率不下降。 EVA：采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.78mm的优质EVA膜层作为太阳电池的密封剂和与玻璃、TPT之间的连接剂。具有较高的透光率和抗老化能力。 TPT：太阳电池的背面覆盖物—氟塑料膜为白色，对阳光起反射作用，因此对组件的效率略有提高，并因其具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率。当然，此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。 边框：所采用的铝合金边框具有高强度，抗机械冲击能力强。也是家用太阳能发电中价值最高的部分。蓄电池组 其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：a.自放电率低；b.使用寿命长；c.深放电能力强；d.充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价格低廉。目前我国与太阳能发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。配套200Ah以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封式免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为2VDC；配套200Ah以下的铅酸蓄电池，一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为12VDC。充放电控制器 是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。逆变器 是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。 逆变器保护功能：a、 过载保护；b、短路保护；c、接反保护；d、欠压保护；e、过压保护；f、过热保护。交流配电柜 其在电站系统的主要作用是对备用逆变器的切换功能，保证系统的正常供电，同时还有对线路电能的计量。系统分类 编辑 太阳能光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统及分布式光伏发电系统： 1、独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。 2、并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，发展难度较大。而分散式小型并网光伏系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网光伏发电的主流。 3、分布式光伏发电系统，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。 分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。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电网来调节。系统优劣 编辑优点 1、太阳能取之不尽，用之不竭，地球表面接受的太阳辐射能，能够满足全球能源需求的1万倍。只要在全球4%沙漠上安装太阳能光伏系统，所发电力就可以满足全球的需要。太阳能发电安全可靠，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击； 2、太阳能随处可处，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路的损失； 3、太阳能不用燃料，运行成本很低； 4、太阳能发电没有运动部件，不易用损坏，维护简单，特别适合于无人值守情况下使用； 5、太阳能发电不会产生任何废弃物，没有污染、噪声等公害，对环境无不良影响，是理想的清洁能源； 6、太阳能发电系统建设周期短，方便灵活，而且可以根据负荷的增减，任意添加或减少太阳能方阵容量，避免浪费。缺点 1、地面应用时有间歇性和随机性，发电量与气候条件有关，在晚上或阴雨天就不能或很少发电； 2、能量密度较低，标准条件下，地面上接收到的太阳辐射强度为1000W/M^2。大规格使用时，需要占用较大面积； 3、价格仍比较贵，为常规发电的3~15倍，初始投资高。

离网光伏发电系统应用前景

离网型光伏发电系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离网型逆变器、直流负载和交流负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。