離網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)
1簡介
離網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于偏僻山區(qū)、無電區(qū)、海島、通訊基站等應(yīng)用場所。系統(tǒng)一般由太陽電池組件組成的光伏方陣、太陽能充放電控制器、蓄電池組、離網(wǎng)型逆變器、直流負(fù)載和交流負(fù)載等構(gòu)成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉(zhuǎn)換為電能,通過太陽能充放電控制器給負(fù)載供電,同時給蓄電池組充電;在無光照時,通過太陽能充放電控制器由蓄電池組給直流負(fù)載供電,同時蓄電池還要直接給獨立逆變器供電,通過獨立逆變器逆變成交流電,給交流負(fù)載供電。
2系統(tǒng)的組成
太陽電池組件
太陽電池組件是太陽能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的主要部分,也是系統(tǒng)中價值最高的部件,其作用是將太陽的輻射能量轉(zhuǎn)換為直流電能。根據(jù)用戶對功率和電壓的不同要求,制成太陽電池組件單個使用,也可以數(shù)個太陽電池組件經(jīng)過串聯(lián)(以滿足電壓要求)和并聯(lián)(以滿足電流要求),形成供電陣列提供更大的電功率。太陽電池組件具有高面積比功率,長壽命和高可靠性的特點,在20年使用期限內(nèi),輸出功率下降一般不超過20%。隨著溫度的變化,電池組件的電流、電壓、功率也將發(fā)生變化,故組件串聯(lián)設(shè)計時必須考慮電壓負(fù)溫度系數(shù)。
太陽能充放電控制器
太陽能充放電控制器也稱“光伏控制器”,其作用是對太陽能電池組件所發(fā)的電能進行調(diào)節(jié)和控制,最大限度地對蓄電池進行充電,并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方,光伏控制器應(yīng)具備溫度補償?shù)墓δ堋8鶕?jù)系統(tǒng)的直流電壓等級和太陽電池組件的功率配置合適的光伏控制器,常見的光伏控制器有DC12V、24V、48V、110V、220V不同電壓等級。
蓄電池組其主要任務(wù)是貯能,以便在夜間或陰雨天保證負(fù)載用電??筛鶕?jù)系統(tǒng)直流電壓等級的要求來配置蓄電池的.
太陽能蓄電池串、并聯(lián)數(shù)量,蓄電池串并聯(lián)時應(yīng)遵循同型號規(guī)格、同廠家、同批次、同時安裝和使用原則。
離網(wǎng)型逆變器
離網(wǎng)逆變器是離網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)的核心部件之一,負(fù)責(zé)把直流電轉(zhuǎn)換為交流電,供交流負(fù)荷使用。為了提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體性能,保證電站的長期穩(wěn)定運行,逆變器的性能指標(biāo)非常重要。逆變器選型是根據(jù)負(fù)載的特性(如阻性、感性或容性)及負(fù)載功率大小進行選擇的。
3優(yōu)點
與常用的火力發(fā)電系統(tǒng)相比,太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)點主要體現(xiàn)在:
(1)無枯竭危險;
(2)安全可靠,無噪聲,無污染排放外,清潔干凈(無公害);
(3)不受資源分布地域的限制,可利用建筑屋面的優(yōu)勢;
(4)無需消耗燃料和架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電供電;
(5)能源質(zhì)量高;
(6)建設(shè)周期短,獲取能源花費的時間短。
4系統(tǒng)的應(yīng)用
一、用戶太陽能電源:(1)小型電源10-100W不等,用于邊遠(yuǎn)無電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電,如照明、電視、收錄機等;(2)3-5KW家庭屋頂離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng);(3)光伏水泵:解決無電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。
二、交通領(lǐng)域如航標(biāo)燈、交通/鐵路信號燈、交通警示/標(biāo)志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無線電話亭、無人值守道班供電等。
三、通訊/通信領(lǐng)域:太陽能無人值守微波中繼站、光纜維護站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng);農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機、士兵GPS供電等。
四、石油、海洋、氣象領(lǐng)域:石油管道和水庫閘門陰極保護太陽能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺生活及應(yīng)急電源、海洋檢測設(shè)備、氣象/水文觀測設(shè)備等。
五、家庭燈具電源:如庭院燈、路燈、手提燈、野營燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。
六、光伏電站:10KW-50MW獨立光伏電站、風(fēng)光(柴)互補電站、各種大型停車廠充電站等。
七、太陽能建筑將太陽能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合,使得未來的大型建筑實現(xiàn)電力自給,是未來一大發(fā)展方向。
八、其他領(lǐng)域包括:(1)與汽車配套:太陽能汽車/電動車、電池充電設(shè)備、汽車空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等;(2)太陽能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng);(3)海水淡化設(shè)備供電;(4)衛(wèi)星、航天器、空間太陽能電站等。