6 混合供電系統(tǒng)(Hybrid)
這種太陽能光伏系統(tǒng)中除了使用太陽能光伏組件陣列之外,還使用了油機(jī)作為備用電源。使用混合供電系統(tǒng)的目的就是為了綜合利用各種發(fā)電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),避免各自的缺點(diǎn)。比方說,上述的幾種獨(dú)立光伏系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是維護(hù)少,缺點(diǎn)是能量的輸出依賴于天氣,不穩(wěn)定。綜合使用柴油發(fā)電機(jī)和光伏陣列的混合供電系統(tǒng)和單一能源的獨(dú)立系統(tǒng)相比就可以提供不依賴于天氣的能源,它的優(yōu)點(diǎn)是:
1. 使用混合供電系統(tǒng)的還可以達(dá)到可再生能源的更好的利用。因?yàn)槭褂每稍偕茉吹莫?dú)立系統(tǒng)通常是按照最壞的情況進(jìn)行設(shè)計(jì),因?yàn)榭稍偕茉词亲兓模环€(wěn)定的,所以系統(tǒng)必須按照能量產(chǎn)生最少的時期進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于系統(tǒng)是按照最差的情況進(jìn)行設(shè)計(jì),所以在其他的時間,系統(tǒng)的容量是過大的。在太陽輻照最高峰時期產(chǎn)生的多余的能量沒法使用而浪費(fèi)了。整個獨(dú)立系統(tǒng)的性能就因此而降低。如果最差月份的情況和其他月份差別很大,有可能導(dǎo)致浪費(fèi)的能量等于甚至超過設(shè)計(jì)負(fù)載的需求。
2. 具有較高的系統(tǒng)實(shí)用性。在獨(dú)立系統(tǒng)中因?yàn)榭稍偕茉吹淖兓筒环€(wěn)定會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)供電不能滿足負(fù)載需求的情況,也就是存在負(fù)載缺電情況,使用混合系統(tǒng)則會大大的降低負(fù)載缺電率。
3. 和單用柴油發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)相比,具有較少的維護(hù)和使用較少的燃料。
4. 較高的燃油效率。在低負(fù)荷的情況下,柴油機(jī)的燃油利用率很低,會造成燃油的浪費(fèi)。在混合系統(tǒng)中可以進(jìn)行綜合控制使得柴油機(jī)在額定功率附近工作,從而提高燃油效率。
5. 負(fù)載匹配更佳的靈活性。使用混合系統(tǒng)之后,因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)可以即時提供較大的功率,
所以混合系統(tǒng)可以適用于范圍更加廣泛的負(fù)載系統(tǒng),例如可以使用較大的交流負(fù)載,沖擊載荷等。還可以更好的匹配負(fù)載和系統(tǒng)的發(fā)電。只要在負(fù)載的高峰時期打開備用能源即可簡單的辦到。有時候,負(fù)載的大小決定了需要使用混合系統(tǒng),大的負(fù)載需要很大的電流和很高的電壓。如果只是使用太陽能成本就會很高。
混合系統(tǒng)還有其自身的缺點(diǎn):
1. 控制比較復(fù)雜。因?yàn)槭褂昧硕喾N能源,所以系統(tǒng)需要監(jiān)控每種能源的工作情況,處 理各個子能源系統(tǒng)之間的相互影響、協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的運(yùn)作,這樣就導(dǎo)致其控制系統(tǒng)比獨(dú)立系統(tǒng)復(fù)雜,現(xiàn)在多使用微處理芯片進(jìn)行系統(tǒng)管理。
2. 初期工程較大?;旌舷到y(tǒng)的設(shè)計(jì),安裝,施工工程都比獨(dú)立工程要大。
3. 比獨(dú)立系統(tǒng)需要更多的維護(hù)。油機(jī)的使用需要很多的維護(hù)工作,比如更換機(jī)油濾清器,燃油濾清器,火花塞等,還需要給燃油箱添加燃油等。
4. 污染和噪音。光伏系統(tǒng)是無噪音,無排放的潔凈能源利用,但是因?yàn)榛旌舷到y(tǒng)中使用了柴油機(jī),這樣就不可避免的產(chǎn)生噪音和污染。
很多在偏遠(yuǎn)無電地區(qū)的通信電源和民航導(dǎo)航設(shè)備電源,因?yàn)閷﹄娫吹囊蠛芨?,都是采用的混合系統(tǒng)供電,以求達(dá)到最好的性價比。我國新疆、云南建設(shè)的很多鄉(xiāng)村光伏電站就是采用光/柴混合系統(tǒng)。
7 并網(wǎng)混合供電系統(tǒng)(Hybrid)
隨著太陽能光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,出現(xiàn)了可以綜合利用太陽能光伏組件陣列,市電和備用油機(jī)的并網(wǎng)混合供電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)通常是控制器和逆變器集成一體化,使用電腦芯片全面控制整個系統(tǒng)的運(yùn)行,綜合利用各種能源達(dá)到最佳的工作狀態(tài),并還可以使用蓄電池進(jìn)一步提高系統(tǒng)的負(fù)載供電保障率,例如AES的SMD逆變器系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以為本地負(fù)載提供合格的電源,并可以作為一個在線的UPS(不間斷電源)工作。還可以向電網(wǎng)供電或者從電網(wǎng)獲得電力。系統(tǒng)的工作方式通常的是將市電和太陽能電源并行工作,對于本地負(fù)載而言,如果光伏組件產(chǎn)生的電能足夠負(fù)載使用,它將直接使用光伏組件產(chǎn)生的電能供給負(fù)載的需求。如果光伏組件產(chǎn)生的電能超過即時負(fù)載的需求還能將多余的電能返回到電網(wǎng);如果光伏組件產(chǎn)生的電能不夠用,則將自動啟用市電,使用市電供給本地負(fù)載的需求,而且,當(dāng)本地負(fù)載的功率消耗小于SMD逆變器的額定市電容量的60%時,市電就會自動給蓄電池充電,保證蓄電池長期處于浮充狀態(tài);如果市電產(chǎn)生故障,即市電停電或者是市電的品質(zhì)不合格,系統(tǒng)就會自動的斷開市電,轉(zhuǎn)成獨(dú)立工作模式,由蓄電池和逆變器提供負(fù)載所需的交流電能。一旦市電恢復(fù)正常,即電壓和頻率都恢復(fù)到上述的正常狀態(tài)以內(nèi),系統(tǒng)就會斷開蓄電池,改為并網(wǎng)模式工作,由市電供電。有的并網(wǎng)混合供電系統(tǒng)中還可以將系統(tǒng)監(jiān)控、控制和數(shù)據(jù)采集功能集成在控制芯片中。這種系統(tǒng)的核心器件是控制器和逆變器。
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