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太阳能光伏发电系统的构成

2022-4-25 16:33| 编辑:电工学习网| 查看: 278| 评论: 0

典型的太阳能光伏发电系统由太阳能电池阵列(组件)、电缆、电力电子变换器(逆变器)、储能装置(蓄电池)、负载即用户等构成。其中,太阳能电池阵列和储能装置为电源系统,控制器和电力电子变换器为控制保护系统,负载为系统终端。

1、太阳能电池阵列

用于光电转换的最小单元是太阳能电池单体。它的尺寸为4~100cm2,工作电压为0.45~0.50V,工作电流为20~25mA/cm2,因而不能单独作为电源使用。在光伏发电系统中,需要将太阳能电池单体进行串联、并联和封装,形成太阳能电池组件。它的功率可以从几瓦到几百瓦,可以单独作为电源使用。太阳能电池阵列则是将太阳能电池组件经过串联、并联后并装在支架上,它可以输出几百瓦、几千瓦甚至更大的功率,是光伏发电系统的电能产生器。

太阳电池组件种类繁多,根据太阳能电池片的类型可分为:单晶硅组件、多晶硅组件、砷化镓组件、非晶硅薄膜电池组件等,其中晶体硅(包括单晶硅和多品硅)太阳能电池组件约占市场的80%~90%。晶体硅的封装材料与工艺也有所不同,主要分为环氧树脂胶封、层压封装硅胶封装等。目前用得最多的是真空层压封装方式,这种封装方式适宜于大面积电池片的工业化封装。

2、太阳能蓄电池

独立光伏发电系统是依靠蓄电池来储存多余的电能,因此蓄电池在独立光伏发电系统中占有重要地位。随着太阳能电池组件售价的下降,蓄电池的费用在系统总投资中所占比重将会逐渐增加。另外,在独立光伏发电系统的运行中,由于蓄电池故障而影响系统正常工作的情况更会占有很大比例。所以,在系统设计时,选择适当的蓄电池类型,确定合适的蓄电池容量,精确地实施安装、操作,精心维护, 对于独立太阳能光伏发电系统的正常运行十分重要。

3、电力电子变换器(光伏逆变器)

光伏发电系统中的逆变器是一种变流电路,其作用是把太阳能电池阵列所发出的直流电转换为各种不同要求频率和电压值的交流电。逆变具体又可分为无源和有源两种,无源逆变是指直流电经过逆变将能量直接供给负载使用,有源逆变则是指直流电经过逆变向交流电源供电。

直流变交流的必要性还体现在当供电系统需要升高或降低电压时,交流系统只需加一个变压器即可,而在直流系统中技术与装置就要复杂得多。因此,除特殊用户外,在光伏发电系统中都需要配备逆变器。

此外,逆变器还具有自动调压或手动调压功能,可改善光伏发电系统的供电质量。显而易见,逆变器是光伏发电系统中不可缺少的重要配套设备。

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