专业光伏发电系统_光伏发电系统的介绍

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太阳能光伏发电系统的应用方式有哪些?各自的主要特点是什么?

随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有能源主要有3种，即火电、水电和核电。 火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。据估计，全世界石油资源再有30年便将枯竭。另一方面燃烧燃料将排出CO2和硫的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。 水电要淹没大量土地，有可能导致生态环境破坏，而且大型水库一旦塌崩，后果将不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是有限的，而且还要受季节的影响。 核电在正常情况下固然是干净的，但万一发生核泄漏，后果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故，已使900万人受到了不同程度的损害，而且这一影响并未终止。 这些都迫使人们去寻找新能源。新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。另外，风力发电也可算是辅助性的新能源。其中，最理想的新能源是大阳能。 太阳能发电是最理想的新能源 照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。 此图根据蒲提斯的太阳系形成理论，太阳向宇宙空间辐射出巨的光热能量。 从太阳能获得电力，需通过大阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。不足之处是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。 要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本，二是要实现太阳能发电同现在的电网联网。 目前，太阳电地主要有单晶硅、多晶硅、非晶态硅三种。单晶硅太阳电池变换效率最高，已达20％以上，但价格也最贵。非晶态硅太阳电池变换效率最低，但价格最便宜，今后最有希望用于一般发电的将是这种电池。一旦它的大面积组件光电变换效率达到10％，每瓦发电设备价格降到1－2美元时，便足以同现在的发电方式竞争。估计本世纪末便可达到这一水平。 当然，特殊用途和实验室中用的太阳电池效率要高得多，如美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳电地，光电变换效率可达36％，快赶上了燃煤发电的效率。但由于它太贵，目前只能限于在卫星上使用。 太阳能发电的应用 太阳能发电虽受昼夜、晴雨、季节的影响，但可以分散地进行，所以它适于各家各户分激进行发电，而且要联接到供电网络上，使得各个家庭在电力富裕时可将其卖给电力公司，不足时又可从电力公司买入。实现这一点的技术不难解决，关键在于要有相应的法律保障。现在美国、日本等发达国家都已制定了相应法律，保证进行太阳能发电的家庭利益，鼓励家庭进行太阳能发电。 日本已于1992年4月实现了太阳能发电系统同电力公司电网的联网，已有一些家庭开始安装太阳能发电设备。日本通产省从1994年开始以个人住宅为对象，实行对购买太阳能发电设备的费用补助三分之二的制度。要求第一年有1000户家庭、2000年时有7万户家庭装上太阳能发电设备。 据日本有关部门估计日本2100万户个人住宅中如果有80％装上太阳能发电设备，便可满足全国总电力需要的14％，如果工厂及办公楼等单位用房也进行太阳能发电，则太阳能发电将占全国电力的30％－40％。当前阻碍太阳能发电普及的最主要因素是费用昂贵。为了满足一般家庭电力需要的3千瓦发电系统，需600万至700万日元，还未包括安装的工钱。有关专家认为，至少要降到100万到200万日元时，太阳能发电才能够真正普及。降低费用的关键在于太阳电池提高变换效率和降低成本。 不久前，美国德州仪器公司和SCE公司宣布，它们开发出一种新的太阳电池，每一单元是直径不到1毫米的小珠，它们密密麻麻规则地分布在柔软的铝箔上，就像许多蚕卵紧贴在纸上一样。在大约50平方厘米的面积上便分布有1，700个这样的单元。这种新电池的特

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光伏发电系统的介绍

光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统和分布式光伏发电系统。

(1)独立光伏发电系统

独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、充放电控制器、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

并网光伏发电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电网要求的交

流电之后直接接人公共电网。

1)按是否具备调度性分为:带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。

带有蓄电池的并网发电系统:具有可调度性，可以根据需要并人或退出电网，还具有

备用电源的功能，当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安

装在居民建筑中。

不带蓄电池的并网发电系统:不具备可调度性和备用电源的功能，一般安装在较大型

的系统上。

2)按规模分为:集中式大型并网光伏电站和分散式小型并网光伏电站。

集中式大型并网光伏电站: - -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- - 调配向用户供电。具有电站投资大、建设周期长、占地面积大的特点。

分散式小型并网光伏电站:特别是光伏建筑- - 体化光伏电站，具有投资小、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电站。

并网光伏系统组成:主要由光伏电池组件、并网逆变器、公共电网、监控系统组成。

(3)分布式光伏发电系统

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人直流配电柜，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连接电网来调节。

光伏发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统。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。