光伏系統(tǒng)定義:光伏系統(tǒng)是利用太陽電池組件和其他輔助設(shè)備將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的系統(tǒng)。
太陽能光伏系統(tǒng)的分類與介紹
一般我們將光伏系統(tǒng)分為獨立系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。如果根據(jù)太陽能光伏系統(tǒng)的應(yīng)用形式,應(yīng)用規(guī)模和負(fù)載的類型,對光伏供電系統(tǒng)進(jìn)行比較細(xì)致的劃分。還可以將光伏系統(tǒng)細(xì)分為如下六種類型:小型太陽能供電系統(tǒng)(Small DC);簡單直流系統(tǒng)(Simple DC);大型太陽能供電系統(tǒng)(Large DC);交流、直流供電系統(tǒng)(AC/DC);并網(wǎng)系統(tǒng)(Utility Grid Connect);混合供電系統(tǒng)(Hybrid);并網(wǎng)混合系統(tǒng)。下面就每種系統(tǒng)的工作原理和特點進(jìn)行說明。
1.小型太陽能供電系統(tǒng)(Small DC)
該系統(tǒng)的特點是系統(tǒng)中只有直流負(fù)載而且負(fù)載功率比較小,整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,操作簡便。其主要用途是一般的家庭戶用系統(tǒng),各種民用的直流產(chǎn)品以及相關(guān)的娛樂設(shè)備。如在我國西部地區(qū)就大面積推廣使用了這種類型的光伏系統(tǒng),負(fù)載為直流燈,用來解決無電地區(qū)的家庭照明問題。
2.簡單直流系統(tǒng)(Simple DC)
該系統(tǒng)的特點是系統(tǒng)中的負(fù)載為直流負(fù)載而且對負(fù)載的使用時間沒有特別的要求,負(fù)載主要是在白天使用,所以系統(tǒng)中沒有使用蓄電池,也不需要使用控制器,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,直接使用光伏組件給負(fù)載供電,省去了能量在蓄電池中的儲存和釋放過程,以及控制器中的能量損失,提高了能量利用效率。其常用于PV水泵系統(tǒng)、一些白天臨時設(shè)備用電和一些旅游設(shè)施中。下圖顯示的就是一個簡單直流的PV水泵系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在發(fā)展中國家的無純凈自來水供飲的地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用,產(chǎn)生了良好的社會效益。
3 大型太陽能供電系統(tǒng)(Large DC)
與上述兩種光伏系統(tǒng)相比,這種光伏系統(tǒng)仍然是適用于直流電源系統(tǒng),但是這種太陽能光伏系統(tǒng)通常負(fù)載功率較大,為了保證可以可靠地給負(fù)載提供穩(wěn)定的電力供應(yīng),其相應(yīng)的系統(tǒng)規(guī)模也較大,需要配備較大的光伏組件陣列以及較大的蓄電池組,其常見的應(yīng)用形式有通信、遙測、監(jiān)測設(shè)備電源,農(nóng)村的集中供電,航標(biāo)燈塔、路燈等。我國在西部一些無電地區(qū)建設(shè)的部分鄉(xiāng)村光伏電站就是采用的這種形式,中國移動公司和中國聯(lián)通公司在偏僻無電網(wǎng)地區(qū)建設(shè)的通訊基站也有采用這種光伏系統(tǒng)供電的。如山西萬家寨的通訊基站工程。
4 交流、直流供電系統(tǒng)(AC/DC)
與上述的三種太陽能光伏系統(tǒng)不同的是,這種光伏系統(tǒng)能夠同時為直流和交流負(fù)載提供電力,在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上比上述三種系統(tǒng)多了逆變器,用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電以滿足交流負(fù)載的需求。通常這種系統(tǒng)的負(fù)載耗電量也比較大,從而系統(tǒng)的規(guī)模也較大。在一些同時具有交流和直流負(fù)載的通訊基站和其它一些含有交、直流負(fù)載的光伏電站中得到應(yīng)用。
5并網(wǎng)系統(tǒng)(Utility Grid Connect)
種太陽能光伏系統(tǒng)最大的特點就是光伏陣列產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入市電網(wǎng)絡(luò),并網(wǎng)系統(tǒng)中PV方陣所產(chǎn)生電力除了供給交流負(fù)載外,多余的電力反饋給電網(wǎng)。在陰雨天或夜晚,光伏陣列沒有產(chǎn)生電能或者產(chǎn)生的電能不能滿足負(fù)載需求時就由電網(wǎng)供電。因為直接將電能輸入電網(wǎng),免除配置蓄電池,省掉了蓄電池儲能和釋放的過程,可以充分利用PV方陣所發(fā)的電力從而減小了能量的損耗,并降低了系統(tǒng)的成本。但是系統(tǒng)中需要專用的并網(wǎng)逆變器,以保證輸出的電力滿足電網(wǎng)電力對電壓,頻率等指標(biāo)的要求。因為逆變器效率的問題,還是會有部分的能量損失。這種系統(tǒng)通常能夠并行使用市電和太陽能光伏組件陣列作為本地交流負(fù)載的電源。降低了整個系統(tǒng)的負(fù)載缺電率。而且并網(wǎng)PV系統(tǒng)可以對公用電網(wǎng)起到調(diào)峰作用。但是,并網(wǎng)光伏供電系統(tǒng)作為一種分散式發(fā)電系統(tǒng),對傳統(tǒng)的集中供電系統(tǒng)的電網(wǎng)會產(chǎn)生一些不良的影響,如諧波污染,孤島效應(yīng)等。
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