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离网光伏发电系统
2015-3-10    来源:    作者:佚名

离网光伏发电系统的组成
离网光伏发电系统主要由太阳能能光伏发电装置、储能蓄装置、控制器、逆变器组成。下面对各个部分作简单介绍。
    太阳能能光伏发电装置
可由单晶硅或多晶硅或非晶硅光伏器件组成。用玻璃及特殊材料封装好的一组太阳能电池称为太阳能电池组件;多个太阳能电池组件连接组成太阳能电池阵列。根据系统所需功率与使用环境、造价等选用太阳能电池类型与组成大小。
    储能蓄装置
由于光伏发电直接受天气状况影响,具有间歇性与不稳定性,为了保持系统有一定的连续供电能力,必须有储能装置,把一部分电能存储起来,在没有阳光时提供电能,目前光伏发电系统主要采用蓄电池储能。
常用的蓄电池有铅酸蓄电池、镍镉电池、锂离子电池等。
铅酸蓄电池:单节电池电压2伏,循环寿命500-1500次
镍镉电池:单节电池电压1.0-1.3伏,循环寿命2500次
锂离子电池(单节电池电压3.7伏),循环寿命1000-10000次
镍镉电池与锂离子电池价格昂贵,但单位体积容量大,多用在需要体积小容量大的场合,如手机、相机、便携电脑等数码产品。一般离网光伏系统主要采用密封铅酸蓄电池。铅酸蓄电池价格非常便宜,密封铅酸蓄电池密封免维护,使用非常方便。
蓄电池最主要的参数是电压、容量、循环寿命,电压单位是伏(V),容量单位是安时(Ah),循环寿命是充放电次数。
    控制器
蓄电池对充电与放电有一定的要求,频繁的过充电与过放电会使使用寿命下降,必须对蓄电池进行充放电控制,这是控制器的首要功能。根据用户用电、蓄电池充放电、太阳能电池受光照状况选择太阳能电池工作点,协调充电与用电电流。控制器还要对系统进行检测、保护、数据显示。控制器对电压电流的转换主要采用DC-DC变换电路,DC-DC变换原理见“DC-DC变换器原理”一节。
    逆变器
将直流电转变为交流电的设备,主要采用SPWM全桥逆变电路来产生正弦波交流电。SPWM逆变器原理见“SPWM逆变器原理”一节。
    用电负载
使用直流或交流电的电器设备。
简单的太阳能能光伏发电装置没有逆变器,只输出直流电,其中有些可输出几路不同的直流电压,其组成见图2。控制器接受太阳能能电池板输出的直流电能,控制对蓄电池的充电或放电电流,简单的控制器直接把蓄电池引到输出端,系统输出电压等于蓄电池电压。一些控制器有直流变换电路,可输出几路不同直流电压,如5V、9V、12V等,适合不同电器使用。这种系统输出功率一般较小,多采用便携式结构。

由于常规的电器设备使用220伏的交流电,特别是带有电动机的设备,如电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等,要使用220伏的正弦波交流电,这必须在系统中增加逆变器来产生交流电。有关逆变器工作原理在上节已有介绍,这里不再介绍了。这种系统输出功率一般在数百瓦以上,其组成见图3。较小的离网光伏发电系统的逆变器与控制器安装在同一机壳内。

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