太阳能并网发电工程（共8篇）
太阳能并网发电工程 篇1
1 光伏发电的基本原理
1)太阳能光伏发电系统的组成。太阳能光伏发电系统主要由太阳能光伏电池组,光伏系统电池控制器,蓄电池和交直流逆变器是其主要部件。其中的核心元件是光伏电池组和控制器。各部件在系统中的作用是:光伏电池:光电转换。控制器:作用于整个系统的过程控制。蓄电池:蓄电池是光伏发电系统中的关键部件,用于存储从光伏电池转换来的电力。交直流逆变器:由于它的功能是交直流转换,因此这个部件最重要的指标是可靠性和转换效率。并网逆变器采用最大功率跟踪技术,最大限度地把光
3 浊度计测量影响因素分析
3.1 悬浮颗粒物粒径大小的影响
在浊度测量中,水样中的泥砂的粒径大小对浊度非常敏感,自然水域中泥砂的粒径尺度为0.2μm~500μm,泥与砂的比例不同,对测定结果影响不同。主要表现在粒径大的砂沉降速度快,测量值变化大难以准确记录结果,使测量的精密度较差。
伏电池转换的电能送入电网。
2)太阳能光伏电池板。太阳能电池主要使用单晶硅为材料。用单晶硅做成类似二极管中的P—N结。工作原理和二极管类似。只不过在二极管中,推动P—N结空穴和电子运动的是外部电场,而在太阳能电池中推动和影响P—N结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热(*)。也就是通常所说的光生伏特效应原理。目前光电转换的效率,也就是光伏电池效率大约是单晶硅13%~15%,多晶硅11%~13%。目前最新的技术还包括光伏薄膜电池。
3.2 泥砂颜色的影响
泥砂的颜色发生变化会降低测量的准确性,白色的方解石反射光很强,黑色的磁铁矿吸收红外光,红色对浊度测定有影响。
泥砂的黄色和绿色对测定结果影响很小。
3.3 气泡的影响
气泡发散红外光,水样中气泡对测量结果产生负影响。气泡对高浓度样品影响很小,对低浓度样品影响较大。在摇匀样品时应避免剧烈振荡,测定时,应静置一会儿让气泡散完。
4 结果与讨论
1)从实验数据看,浊度计测定结果的准确度和精密度都较好,适合低浊度、中浊度和高浊度水样的测定。2)浊度计测定结果和分光光度法结果比较,测定结果偏低。3)对实际样品的测定受样品中悬浮颗粒物粒径大小的影响,悬浮颗粒物沉降速度不同,测量结果误差较大。
参考文献:
[1]薛元忠.OBS浊度计测量泥沙浓度的方法与实践研究[J].
泥沙研究,2004(4):56-57.
[2]袁根定.ST型散射光浊度计[J].化肥工业,2009,23(3):
[3]胡嘉鹏.酱油澄清及浊度的测定[J].中国酿造,2006(1):78-
Discussion on water sample turbidity measurement with turbidimeter method
ZHANG Xu-yun SUN Yu-ying DENG Jun-ping
Abstract:Turbidity measured by using the turbidimeter method of water samples,the results showed that the Relative Standard Deviation ranges from 0.18%to 5.40%,and the recovery rate ranges from 95.6%to 105.5%,it is has advantages of high sensitivity,accuracy,precision and easy equipment operating etc.,it fits to water samples of low,middle and high turbidity,it's a better method in water turbidity
3)太阳能光伏发电系统的分类。目前太阳能光伏发电系统大致可分为三类,离网光伏蓄电系统、光伏并网发电系统及前两者混合系统。
2光伏发电的优点
1)充分的清洁性。2)相对的广泛性。3)确实的长寿命和免维护性。4)初步的实用性。5)资源的充足性及潜在的经济性等。
3光伏发电的局限性
1)时间周期局限。2)地理位置局限。3)气象条件局限。4)容量传输局限。5)光能转换效率偏低。
4 以广州某太阳能光伏并网发电工程分析
4.1 10 kW光伏发电并网系统构成
本工程太阳能发电工程设计采用9串9并列组合以最终构成3个独立单相并网逆变器系统联入3相4线电网,有80块太阳能发电板,每块电池板的额定功率为125 W,共10 kW;本工程由光伏阵列,并网逆变器,直流检测配电箱,计量装置,上网配电系统以及防雷等装置构成。
4.2 逆变器技术参数
逆变器是系统的重要电力电子设备,关键在其输出端与公共电网在低压端并接时,自控装置对公共电网的电压、相位、频率等参数进行采样,并以采样值实时调整逆变器的输出,保证并网光伏发电系统与公共电网的同步运行;光伏发电系统并网运行,对逆变器提出较高的要求,具体如下:1)逆变器输出正弦波电流,光伏发电系统回馈给公共电网的电力,必须满足电网规定的指标,谐波污染少。2)逆变器在负载和日照变化幅度较大的情况下均能高效运行,具有最大功率跟踪控制功能。3)电网或逆变器发生异常时,能安全脱网或停下逆变器。4)逆变器的保护功能有:输出过载保护;输出短路保护;输入欠压保护;输入过压保护;过热保护;直流分量注入保护;交流电压异常保护;交流频率异常保护。
4.3 接入系统方案分析
本工程太阳能发电系统直接并联在工厂栋的照明盘主开关上端,和市网并联;本太阳能发电工程拟采用“并网供电方式”需要解决的根本问题是,从电能质量、并网保护等方面采取措施,从技术角度保证光伏发电系统的电能质量处于始终受控状态,对公共电网的影响最小。根据《电力系统设计技术规程》和《电力系统技术导则》要求,结合本太阳能发电系统的具体情况,接入系统方案需遵循考虑以下原则:1)光伏发电系统与公共电网连接时通过变压器等进行电气隔离,形成与公共电网市政供电线路之间明显的分界点;2)保证光伏发电系统的发电容量在上级变压器容量的20%以内,逆变器向电网馈送的直流电流分量不超过其交流额定值的1%;3)使光伏发电系统的输出电压、相位、频率、谐波和功率因数等参数在满足实用要求的同时,能够随公共电网的相关参数变化而自动调整;4)设置相应的并网保护装置,一旦出现光伏发电系统和公共电网异常或故障时,能够自动将光伏系统与电网分离;5)应综合考虑光伏发电系统规模、输电距离、在厂区的地位与作用、近区配网结构和原有电压等级配置等因素;6)工程实施快捷方便,简化接线,具有较好的经济性。
4.4 电气影响分析
1)潮流问题分析。本太阳能发电系统接到工厂栋照明盘(和市网并网),照明盘用电负荷大于该太阳能发电系统容量10 kW,不会发生电力溢流;在关口点安装双向电子式电度表,如果出现太阳能电力溢流至10 kV公共电网,则自动断开光伏发电系统端口。
2)系统电压偏差分析。根据相关规定,光伏系统和电网接口处的电压允许偏差应符合GB/T 12325的规定,太阳能发电系统接入公共电网时,应采取必要措施,投切时公共电网(380 V/220 V)波动满足国家有关标准,并以+7%~-7%进行校核。
3)谐波问题分析。太阳能发电系统通过光伏组件将太阳能转化为直流电能,再通过逆变器并入电网,在将直流电能经产生逆变器转换为交流电能的过程中,会产生大量谐波。参照国家标准GB/T 14549-93电能质量公用电网谐波,公用电网380 V电压等级的电压或注入电流谐波总畸变率应小于5%。光伏发电系统的谐波应控制在此范围内,并按照接入系统的容量比例满足GB/T 14549的规定,否则应配置相应的滤波装置,避免对公用电网的电能质量造成污染。本太阳能发电系统采用了交流电源跟踪技术,当公共电网供电端的电压和频率等参数在正常范围内变化时,并网光伏发电系统的输出可跟踪公共电网的电压和频率、相位等的变化,随时调整,使之与电网匹配。
根据本工程的逆变器资料,逆变后总畸变率在3%,小于相关规定限值5%,并网时与系统接入点的背景谐波叠加后有可能超过其限值。因此,在光伏电站并网时需对其进行实际检测,并根据实际情况接入容量比例分摊谐波限值。如果经过检测无法满足国家标准的相关规定,需采取加装滤波装置等相应措施。
4)无功平衡分析。根据广州供电部门的要求,用户变电站配置的并联电容器组,需具备按无功功率控制的自动投切功能,用户补偿后的功率因数应达到0.85或以上;本太阳能发电功率因数较高,为0.99,基本上为纯有功输出。不需要另外配置无功补偿装置。
5)短路电流影响分析。逆变器通过触发相位的控制来实现快速和多种方式的调节,当交流侧380 V发生短路故障,控制系数瞬间(1 ms~4 ms)关断逆变器的输出,即太阳能发电系统不会向交流短路点提供短路电流。因此,相关交流电气设备短路电流方面的校核可不考虑太阳能发电系统并网的影响。
结论:供电局同意太阳能发电系统并网运行,但不能倒送电。
5 光伏发电未来展望
我国光伏产业正以每年30%的速度增长。太阳的能量对人类而言几乎是无限的,但是实际上,在地球上能够获取太阳能资源的资源是有限的,并不像有些文章中所说的那样巨大。例如,当我们在屋顶安装太阳能热水器时,就失去了安装太阳能电池的机会。除建筑物和荒漠外,在其他地点建设太阳能电池板群将是不现实和得不偿失。这不仅仅是因为成本巨大,最主要的问题是离开建筑物和荒漠来建设光伏发电站将破坏环境和生态,且会发现在太阳能电池板下面将寸草不生。总之,节能降耗是人类的一个永恒话题。另一方面,任何先进的技术,进入商业使用的必要条件是价格能为市场所接受。如果使用成本太高,再好的技术必将只能停留在试验室中或者示范工程阶段。
6 结语
现阶段,本太阳能发电工程只能自发自用,不能向电网倒送电。其实本工程在技术上已经可以向电网倒送电;等于可以把电能储存在电网上;自身要用电时又可以使用;达到节能的效果;只是这方面供电局不同意倒送电;有可能是保护主义作出的限制。
希望太阳能发电系统以后有更大的降价空间和使用空间,为节能降耗作出贡献。
摘要：研究了太阳能光伏发电系统的组成及光伏发电基本原理,简单概述了光伏发电的优点和局限性,结合实例对太阳能光伏发电工程进行了分析,得出现阶段太阳能发电系统可以并网运行,但不能倒送电的结论。
关键词：太阳能,光伏发电,并网
参考文献
[1]SD 131-84,电力系统技术导则[S].
[2]SDJ 161-1985,电力系统设计技术规程[S].
[3]GB 19964-2005-Z,光伏发电站接入电力系统技术规定[S].
[4]GB/T 12325-2008,电能质量——供电电压偏差[S].
[5]GB/T 14549-93,电能质量——公用电网谐波[S].
太阳能并网发电工程 篇2
1 太阳能发电原理
太阳能发电的主要原理是利用太阳能电池板进行光电转换,并对所发生电荷进行存储再利用的过程。太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。
1.1 太阳能电池板
太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分,其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本直接决定着整个系统的质量和成本。
1.2 太阳能控制器
太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过电、充电保护和过电、放电的保护作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。
1.3 蓄电池
蓄电池一般应用在铅酸电池中,小微型系统中也可使用镍氢电池、镍镉电池或锂电池,其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要时再释放出来。
1.4 逆变器
在很多场合,很多电器都需要提供220 V AC,110 V AC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般是12 V DC,24 V DC,48 V DC。为能向220 V AC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合,电器需要使用多种电压的负载时,也要用到DC-AC逆变器,如将24 V DC的电能转换成5 V DC的电能。
2 太阳能发电系统的效率
在太阳能发电系统中,系统的总效率由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载效率组成。但相对于太阳能电池技术来讲,太阳能发电系统要比控制器、逆变器及照明负载等其他单元的技术及生产水平成熟得多,而且目前系统的转换率只有17%左右。因此,提高电池组件的转换率,降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来,晶体硅作为主角保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究,主要围绕着加大吸能面,如双面电池,减小反射;运用吸杂技术减小半导体材料的复合;电池超薄型化;改进理论,建立新模型;聚光电池等。
3 太阳能电池的应用
3.1 应用范围
太阳能电池主要应用于野外环境,设备用电功率不大,但遇到难以就地取电或取电成本较高的项目时,例如通信工程的中继站、安防监控和无线传输及一些相关的监测数据的采集,就需要建设相应的传输通道支持电子产品,而电子产品工作动力都是电能,设备的供电就成为野外设备安装的一个主要环节。
3.2 太阳能存储过程
太阳能的存储过程并不是直接和蓄电池相连接,因为太阳能电池板的发电压一般在19~21 V之间,而正常情况下蓄电池的充电电压最高可达到16.2 V,停止充电时,很快降到13.8 V,而在放电过程中,电压稳定在12~12.3 V之间,当电压降到10.8 V时,放电终止,需要充电。因此,在给蓄电池充电过程中时还需增加一个电压控制器,用来转换成适合蓄电池使用的电压,其主要作用是调节电压的大小来满足蓄电池的充电。而放电过程是蓄电池的输出过程,一般采用220 V电压供电,所以还需使用一个逆变器,但通信工程使用的逆变器没有电压检测功能,当蓄电池电量不足时,仍然继续逆变输出,这样持续放电,会把蓄电池放干,降低蓄电池使用寿命。为不损坏蓄电池,应选用有电压检测功能的UPS主机,当蓄电池的电压值低于10.8 V时会自动切断,当蓄电池电压升到12.3 V后,自动开启逆变器。但这种做法在现实工程中较少运用,因为这对UPS的要求较高,且普通UPS没有蓄电池电压的检测功能,需根据现场情况来订制。
3.3 太阳能电池使用相关介绍
太阳能电池板功率的大小选择应考虑当地的年均日照时间,及设备安装地的日照时间,是否有遮挡物不定期选择合适的安装地点,另外还要结合自然条件选择合适的安装方式,如当地的风力较大则应该考虑在地面安装并加固,最重要的一个指标为发电功率,即通过计算所有工作设备日用电最大功耗乘以最长阴雨天时间,得出需蓄电池最大工作的容量,并根据蓄电池的容量,算出相应的太阳能电池板所需功率值。
在计算中,对所有用电设备功率值进行相加,得出相应的最大用电功率,但在具体施工中,因各种设备的工作电压不同,不能采用蓄电池单独供电的办法,需增加相应的电压及电流的转换装置,这些装置自身也有工作损耗,因此在用电量的考虑上也应包括这一部分的功耗。而在系统集成中,设备用电分别有12 V直流,24 V交流、48 V通信专用电源以及通过日常市电220 V交流电进行转换成相应的额定电压值的电源,解决这些设备用电的最好办法是通过逆变转成标准的220 V/50 Hz的交流电后,再进行相应的电源转换,这样就可解决各个厂家设备供电的问题,但这个环节需经过两次转变,必然会导致太阳能电池板和蓄电池的用电功率的增加。针对该问题,如果是一个成规模的系统方案,可根据设备选型选择适合蓄电池直接供电的设备,或根据要求让生产厂家订制相应的产品。在野外工程中,还应注意设备的防雷,首先选择的产品本身应有一定的防雷能力和标准的接地,一般要求在10Ω以下,且避雷针与接地良好;其次雷电进入可通过无线收发设备引入,因为无线技术采用电磁波的原理,很容易将雷电引入,因此在选择无线产品时一定要考虑设备自身的防雷能力,同时考虑做好设备的接地端,保证雷电能有效地排除。
4 太阳能发电在机电施工中的应用
当项目确定后,首先要进行产品的选型,根据项目的要求及现场条件,选择合适的产品及安装方式。在实地勘察时,需根据工程要求选择相应的安装点,并了解当地的自然条件,确定安装方式及日照情况,根据设备功率做出相应的用电测算,选择相应功率的太阳能板、控制器、蓄电池及逆变器,同时确定蓄电池安装位置(因蓄电池受温度影响较大,北方地区要考虑蓄电池保温措施,特别是冬季气温低于-10℃的地区应在地下做保温室,且做好通风防潮工作)。在制作电池室的过程中,可同时进行设备立杆的订制及基础接地的制作,并在基础与电池室之间预埋管线,在基础达到安装要求后,可进行相应的立杆及设备安装,立杆的安装要考虑野外安装的条件,最好采用组装方式,在设备安装及机柜的安装过程中,应根据设备的连接图提前做好机柜内的走线,将接头件连接好,并做好相应的标签,现场机柜完成后则开始对设备进行安装。待所在设备安装好后,检查线路的连接情况,包括接地线、供电及信号线的连接,在对设备送电采用逐级送电时,需边送边测,保证每级电源的正常工作电压,待设备加电后检测设备的运行状态,并对施工现场清理,防止环境污染。
日常维护是设备能够稳定长期运行的一个关键,而处于户外的设备更应做好日常维护工作,主要根据设备的性能及外界环境定期对设备进行检测及基本保养,包括机柜的除尘,供电情况及设备运行情况的检测及记录,并定期对蓄电池进行更换。
参考文献
太阳能光伏发电口号 篇3
1、光明温暖你的心天电合一，齐力生辉。
2、科技闪耀未来，缔造明日之光。
3、电到你发光光能发电，日照人间。
4、阳光激活新电力阳光虽晴，“晶”益求“晶”。
5、新能源，晶科造绿色之光，电力无限。
6、为明天，智造能源只为您的光芒晶科光伏，阳光事业。
7、晶源金科神州行，享受太阳能照明。
8、阳光优化生活晶科能源，立足未来。
9、晶科能源，世界因我变“靓”。
10、晶科：阳光使者，蓝天永恒。
11、给点阳光就发电晶科能源，节能佳源。
12、让太阳永不落晶科，创世界之光。
13、闪耀太阳的光芒超越传统，永恒无限。
14、晶科科技照亮明天阳光晶电，晶科领先。
15、新能源，为明天阳光能源，晶科实现。
16、享受阳光生活每一步都精彩晶科，辉映世界的传奇。
17、组件端的后发优势，公司有底气将单晶路线推广到全世界。
18、用心前行·腾飞20xx，同心逐梦·志在巅峰。
19、激发人人梦想，共睹乐叶辉煌。
20、携手、分享春暖花开，创新、发展再创辉煌。
21、用太阳点亮你绿色的想象吧。
22、挥洒自如，超凡脱俗我家选择美迪克，环保节能热水多。
23、家，因你而更暖美迪克太阳能：持续节能，永不间断。
24、因科技而日晒，因品质而水淋。
25、让生活充满阳光美迪克热水器，“涓涓溪流”兼自然。
26、美迪克太阳能，使用最放心。
27、绿色节能美迪克，温暖温馨每一刻。
28、美迪克：科技创新，为你用心。
29、天上有个太阳，生活充满阳光。
30、我们的最终目标就是为您营造家的感觉。
31、科技闪耀未来，缔造明日之光。
32、给点阳光就发电晶科能源，节能佳源。
33、电到你发光光能发电，日照人间。
34、光明温暖你的心天电合一，齐力生辉。
35、晶源金科神州行，享受太阳能照明。
36、阳光激活新电力阳光虽晴，“晶”益求“晶”。
37、新能源，晶科造绿色之光，电力无限。
38、享受阳光生活每一步都精彩晶科，辉映世界的传奇。
39、新能源，为明天阳光能源，晶科实现。
40、晶科科技照亮明天阳光晶电，晶科领先。
41、为明天，智造能源只为您的光芒晶科光伏，阳光事业。
42、晶科能源，世界因我变“靓”。
43、阳光优化生活晶科能源，立足未来。
44、晶科：阳光使者，蓝天永恒。
45、闪耀太阳的光芒超越传统，永恒无限。
46、让太阳永不落晶科，创世界之光。
47、我们的最终目标就是为您营造家的感觉。
48、把温馨送到千家万户开拓创新，造福社会美迪克的阳光，能给你的温暖。
49、美迪克太阳能：完美生活，源于选择。
50、美迪克太阳能，把阳光送到每一家。
51、美迪克：科技创新，为你用心。
52、缔造高品质生活有太阳的地方就有美迪克。
53、美迪克太阳能，阳光因此更灿烂。
54、美迪克太阳能，美丽每一刻。
55、美迪克美迪克太阳能，温暖每一刻。
56、天上有个太阳，生活充满阳光。
57、家，因你而更暖美迪克太阳能：持续节能，永不间断。
58、踏上阳光的脚印节能技术推广专家，高端产品研发基地。
59、绿色节能美迪克，温暖温馨每一刻。
60、科技引领时代潮流，温暖倍显关怀品质。
61、每一刻，都出色阳光家庭，环保事业。
62、美迪克太阳能，真的很耐用。
63、因科技而日晒，因品质而水淋。
64、给你美的时刻我们的能力就是节能净化环境，收获温暖。
65、冬日的阳光，美迪克太阳能。
66、美迪克太阳能，使用最放心。
67、传递温暖的使者有太阳就有温暖美迪克，把太阳装回家。
68、实力铸造品质，诚信赢得天下。
69、美迪克，温暖不谢幕，全家乐开花。
70、我们一直为创造绿色生活而努力。
71、美迪克：我不是太阳，我一样带来温暖。
72、挥洒自如，超凡脱俗我家选择美迪克，环保节能热水多。
73、美迪克太阳能，科技与阳光同在。
74、让生活充满阳光美迪克热水器，“涓涓溪流”兼自然。
75、美迪克太阳能，真的很实用。
76、美迪克太阳能，只想保住每一份资源。
77、环保节能，我们能美迪克太阳能，给你一个温暖的家。
78、美迪克太阳能，使用真轻松。
79、组件端的后发优势，公司有底气将单晶路线推广到全世界。
80、激发人人梦想，共睹乐叶辉煌。
81、携手、分享春暖花开，创新、发展再创辉煌。
82、用心前行·腾飞20xx，同心逐梦·志在巅峰。
83、演绎梦想，缔造永恒。——三星惠普太阳能
84、尊贵典雅，魅力非凡。——飞鹤太阳能
85、光能，才能，共享无限潜能。
86、让人类日夜和太阳住在一起！
87、太阳能，成就未来无限可能。
88、相约大同，成就太阳能梦想。
89、用太阳点亮你绿色的想象吧。
太阳能并网发电工程 篇4
某太阳能并网光伏实验示范电站100MW (示范区) 工程项目总规模为100MWp, 占地面积为3649.35亩。工程共分为四期建设, 本期建设为一期工程, 征地面积448.18亩, 太阳电池方阵按10MWp容量设置, 由9.7MW的固定式晶体硅组件+0.1MW平单轴跟踪式晶体硅组件+0.1MW斜单轴跟踪式晶体硅组件+0.1MW双轴跟踪式晶体硅组件, 太阳能方阵由10个方阵组成, 每个方阵支柱1440棵, 以10棵为一组 (分前排5棵和后排5棵) , 其上部每组支架的重量最大为534.76Kg, 支柱断面为250×250, 柱顶设110×110螺栓预埋件, 设计要求埋件精度控制在在4mm内, 柱高依地形和设计要求不等 (最高为2米) , 大部分在1.5米左右。混凝土为C25, 设计基本风荷载为0.3KN/m2, 基本雪压为0.3KN m2。根据合同该工程按综合单价计量, 每760元m3。
2 支柱按常规混凝土施工暴露出的问题和原因
由于工期紧, 土建控制精度要求高, 在按原设计图施工过程中暴露出以下问题:1) 施工进度缓慢, 不能满足进度计划要求;2) 预埋件偏差不能满足设计要求。3) 作业队伍每天完成的产量低, 以40人为一个作业队伍, 每日完成支柱约20棵, 经核算每个工日完成的产值约为30元, 施工单位亏损大, 作业队伍更换频繁;4) 部分支柱施工质量不能满足支架安装要求。
对出现的问题经过分析主要有以下原因:1) 支柱数量多且分散, 精度要求高, 造成测量工作量大;2) 从现场施工情况看, 基础的施工均满足进度和质量要求, 支柱钢筋绑扎、和支柱混凝土浇筑时间较少, 支柱摸板安装按照常规施工, 有如下工序:支柱定位→模板安装→支撑加固→模板垂度和线条调整→埋件安装, 模板施工占用了大量的时间;3) 由于每棵支柱柱顶高程不一样高, 加工的模板不能保证平齐柱顶, 多数模板都高于柱顶, 造成对柱顶高程难以控制, 出现的偏差较大;4) 由于基础、支柱累计偏差造成埋件偏差无法保证控制在4mm内。
3 施工工艺的改进方案--采用PVC管混凝土
从满足设计要求出发, 减少施工工序, 便于施工, 易于对埋件精度的控制以及减少和控制成本的综合考虑, 提议采用PVC管混凝土--即采用满足设计要求的圆柱断面、环形配筋、螺旋箍筋, 有一定刚度的PVC管作为模板的施工方案, 下面从技术、施工工艺、经济性比较该施工方案的可行性。
3.1 技术性比较
根据方柱和圆柱的同面积换算可得圆柱直径为:R=250/2×1.414×2=353.5mm
由于支架和光伏板总重量为:534.76+570 (一组支架的光伏板重量) =1104.76Kg, , 基本风荷载为0.3KN/m2, 基本雪压为0.3KN/m2, 8级抗震设防。
由于设计图断面为250×250, 4Φ14钢筋, 箍筋为Φ8@200/Φ6@200, 其设计趋于保守, 采用Φ320圆柱断面, 配筋采用等面积代换用6Φ12钢筋, 采用螺旋箍筋, 可满足要求。
3.2 施工工艺性比较分析
在方柱的施工过程中, 其模板施工占用了大部分时间, 其每棵支柱均需:定位→模板安装→支撑加固→模板垂度和线条调整→埋件安装, 其模板安装→支撑加固→模板垂度和线条调整是模板施工的主要工作内容, 占支柱施工的三分之二的时间。
采用PVC管的圆柱施工, 由于PVC管自身有一定的刚度, 支撑系统其上、下固定即可满足稳定性要求, 且PVC管安装方便, PVC管可根据支柱的高度进行调整 (基本平齐于支柱顶) , 便于对垂度、高程、中心位置的控制, 这样就简化了模板的施工工艺, 同时为方阵支柱的施工节省了一定时间。
由于原设计要求4mm的精度误差, 对土建施工带来较大难度, 且设计的螺栓为Φ14, 其支座底板为Φ16的螺栓孔, 即使达到4mm的误差要求, 也不能保证支架的安装, 建议对支座底板螺栓孔开设槽形或U形孔, 其支座底板可调范围为20～40mm, 这样就降低了土建的精度要求, 土建偏差的控制范围在10～15mm, 为方阵支柱施工创造有利条件。
3.3 经济性比较分析
3.3.1 从上述施工工艺性比较分析来看, 采用PVC管混凝土施工工艺和和土建偏差控制精度的降低, 其支柱施工节省了了近二分之一的时间, 也就是在原施工队伍每日可以完成按方柱施工工艺时增加一倍的产量, 相应施工单位有了效益。
3.3.2 PVC管使用时在竖向单剖一道缝, 安装时捆绑并用胶带密封, 混凝土拆除凝期到时, 松开PVC管及时拆除, 所以同样PVC管可作为周转材料使用。
从上述总体分析看, 采用PVC管混凝土施工工艺和常规混凝土施工工艺相比较, 在施工进度、成本控制、工程质量都能得到提高, 在该工程方阵支柱施工中由于各种原因, PVC管混凝土施工方案未被采纳, 但在×××光伏发电 (科普区) 66MW工程施工采用了PVC管混凝土施工方案, 其在进度 (是常规混凝土施工的2～3倍) 、成本和施工质量上得到充分的体现。
4 结束语
由于太阳能光伏发电在国内属于新的行业, 该行业尚未有相应的标准和规范, 在工程实施过程中都参照相似和类似行业的标准和规范, 因此根据太阳能光伏发电工程的特点, 所有工程的参建方在设计和施工中摸索、探讨和总结出一套适应太阳能光伏发电行业的标准和规范。因此, 从本工程太阳能支柱施工中, 对改进常规混凝土施工工艺和要求标准, 也是我们建设者摸索和探讨的一个课题。
参考文献
太阳能并网发电工程 篇5
TDK株式会社(以下简称TDK)是日本著名的电子元器件生产厂商。TDK甲府工厂太阳能光伏发电系统,建成于2006年1月,装机容量300kW,是日本独立行政法人新能源·产业技术综合开发机构(以下简称NEDO)的太阳能光伏发电现场试验项目之一。同时也是当时山梨县规模最大的太阳能光伏发电系统。
由于合理有效地利用了国家的财政支援政策,TDK大幅降低了设置成本,成功缩短了投资回报年限。同时,该系统在环境保护、控制地球变暖、CO2减排、青少年教育方面的社会贡献卓著,使TDK的企业形象得以大幅提升。不管是从经济投资的角度还是企业形象提升的角度,该系统都应被看作公共产业太阳能光伏发电系统的成功案例之一。
2 工程案例介绍
2.1 建筑物概况
TDK甲府工厂位于日本山梨县甲府盆地的西南部,被富士山、南阿尔卑斯山和秩父山围绕,当地日照时间在日本首屈一指,是最适合太阳能发电的地区之一。建筑物概况参见表1和图1。
2.2 太阳能光伏发电系统设置目的
以积极响应“京都议定书”中的CO2减排规定、防止地球变暖为目的而设置。同时与NEDO进行为期四年(至2009年度止)的共同研究,调查在南阿尔卑斯地区的发电效率。
2.3 太阳能光伏发电系统概况
太阳能光伏发电系统设计容量为300kW。在行政楼(图2 K1栋)屋顶设置100kW,在两栋工厂(图22S栋和3S栋)屋顶各设置100kW,共计300kW,1764块太阳电池组件(每块1.2m×1m)。其中行政楼屋顶的太阳能电池组件占地1400 m2,两个工厂屋顶的太阳能电池组件各占地800m2,系统总占地3000m2。设置方式均为屋顶架台设置型,其中行政楼采用抑制反射光的防眩类型,倾斜角设置为被认为发电效率最好的30o;其余两个工厂屋顶的太阳能电池组件的倾斜角为2o。
三个容量为100kW的太阳能电池组件分别采用日本三大太阳能电池制造商(夏普,京瓷,三菱电机)的产品,实际运行时的特性数据提供给电池制造商,以进行比较调查,促进普及。
同时,本系统也设置了发电量实时监测系统,该监测系统在展示和提升企业形象方面有积极作用。
系统的现场设置图如3〜图5所示:
2.4 发电量情况
甲府工厂的预测年间发电量约32.8万k Wh,大约相当于100户普通家庭的年间电力消耗量,这相当于每年间接减少226t的CO2排放量。
TDK甲府工厂项目2006年〜2009年间的实际发电量情况如图6所示。统计数据显示,每年的实际发电量均超过预测发电量,2006年发电量为预测发电量的106%,2007年为116%,2008年为116%,2009年为111%,实际发电效果很好。
2.4 投资回报分析
该项目作为和NEDO的共同研究项目,合理利用国家支持政策,从NEDO获得了约50%的成本补贴。上面提到每年的预测发电量约为32.8万kWh。按现在日本非住宅太阳能发电卖电单价24日元/kWh(住宅卖电单价为48日元/kWh)计算,该系统每年可为TDK带来约800万日元的收益。预计在12年内能收回该项目的投资成本。详见表2。
2.5 社会效益
TDK甲府工厂项目的成功设置与运行,使得TDK企业形象得到了很大提升,一方面作为积极参与环境保护的企业在各种评选活动中屡次获奖,例如在经济产业省资源能源厅(财团法人新能源财团)主办的第14届“新能源大奖”上,“TDK甲府工厂太阳能光伏发电导入项目”就荣获了审查委员长特别奖;另一方面,得到多方的新闻、杂志、科学刊物的报道,这些报道无疑起到了很好的宣传作用。
除了对企业本身,该项目的社会贡献也很大。首先,日本是地质灾害多发国,在发生灾害的非常时期,甲府工厂的独立发电能力能保证电力和水的供应。其次,对新能源的研究和普及起着促进作用。据统计,2006~2009年期间甲府工厂累计举行23次研讨会,参加的团体达269个之多,人数累计1345名。作为普及启发活动的一个环节,TDK同时制作了宣传手册以面向来访参观人员、业务往来的客户以及员工等,以进一步促进对太阳能光伏发电系统的普及。另外,甲府工厂与所在地山梨县以及南阿尔卑斯市携手举办了新能源相关的学术研讨会与参观活动,邀请当地学生参观该系统,为青少年环保教育事业做出贡献。
参考文献
太阳能光伏发电并网系统研究 篇6
光伏发电是利用光生伏打效应, 使太阳光辐射能转变成电能的发电方式, 是当今太阳光发电的主流。太阳光发电是无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式, 它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。
2 太阳能光伏发电系统的类别
太阳能发电系统可区分为两大类别, 一是独立系统, 二是系统联系系统 (或称为与交流电网联系系统) 。独立系统是太阳能发电系统的最基本的形式, 又称为太阳能发电的原型系统。这种系统多用于远离市区 (无人操控) 的海上灯塔、浮标、山顶的无线中继电台等, 作为供电电源。由太阳能电池阵列输出的直流功率直接供给负荷。如果负荷是交流的, 则还须将直流电通过逆变器变换为交流电。此外, 输出的直流能量还同时供蓄电池充电。由于负荷的电压经常会产生波动, 故还应设置控制器以调节电压。从电力系统的术语来说, 称为“逆潮流”运行或通俗地称为“卖电”。反之, 对电力公司来说正常运行是向用户供电, 称为“正潮流”。系统联系型太阳能发电系统的优点是, 当阴雨天气或夜间太阳能发电量不足时, 可以通过系统联系直接向市电电网买电。系统联系系统的另一重要优点是可以取消蓄电池, 使成本降低, 且加强了供电的稳定性和可靠性。
3 太阳能光伏发电系统的发电方式
太阳能发电方式太阳能发电有两种方式, 一种是光-热-电转换方式, 另一种是光-电直接转换方式。
3.1 光-热-电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电, 一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气, 再驱动汽轮机发电。前一个过程是光-热转换过程;后一个过程是热-电转换过程, 与普通的火力发电一样。
3.2 光-电直接转换方式该方式是利用光电效应, 将太阳辐射能直接转换成电能, 光-电转换的基本装置就是太阳能电池。
太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件, 是一个半导体光电二极管, 当太阳光照到光电二极管上时, 光电二极管就会把太阳的光能变成电能, 产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。
4 影响太阳能光伏发电的主要因素
太阳能的利用主要是利用到达地面的太阳辐射。太阳辐射可分为两种。一种是从光球表面发射出来的光辐射, 因为它以电磁波的形式传播光热, 所以又叫做电磁波辐射, 这种辐射由可见光和不可见光组成。另一种是微粒辐射, 它是带正电荷的质子和大致等量的带负电荷的电子以及其他粒子所组成的粒子流, 微粒辐射平时较弱, 能量也不稳定, 在太阳活动极大期最为强烈, 对人类和地球高层大气有一定的影响, 但是一般来说不等它辐射到地球表面上来, 便在漫长的日地遥远的路途中逐渐消失了。为此太阳辐射主要是光辐射。由于大气层的存在, 真正到达地球表面的太阳辐射能的大小, 则受多种因素的影响, 一般来说太阳高度、大气质量、大气透明度、地理纬度、日照时间及海拔高度是影响的主要因素。
5 并网太阳能光伏发电系统组成
光伏系统由以下三部分组成:太阳电池组件;充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。 (如图1所示) 。
光伏系统具有以下的特点: (1) 没有转动部件, 不产生噪音; (2) 没有空气污染、不排放废水; (3) 没有燃烧过程, 不需要燃料; (4) 维修保养简单, 维护费用低;光伏系统应用非常广泛, 光伏系统应用的基本形式可分为两大类:独立发电系统和并网发电系统。应用主要领域主要在太空航空器、通信系统、微波中继站、电视差转台、光伏水泵和无电缺电地区户用供电。
6 发展与展望
20世纪90年代以来是我国光伏发电快速发展的时期。在这一时期我国光伏组件生产能力逐年增强, 成本不断降低, 市场不断扩大, 装机容量逐年增加, 2006年累计装机容量达35MW, 约占世界份额的3%, 10多年来, 我国光伏产业长期平均维持了全球市场1%左右的份额。到2020年前, 我国光伏技术产业将会得到不断的完善和发展, 成本将不断下降, 光伏市场会发生巨大的变化:预计2005-2010年, 我国的太阳能电池主要用于独立光伏发电系统, 发电成本到2010年将约为1.20元/k Wh;2010-2020年, 光伏发电将会由独立系统转向并网发电系统, 发电成本到2020年将约为0.60元/k Wh。到2020年我国光伏产业的技术水平有望达到世界先进行列。目前, 世界太阳能光伏发电产业还处于初级阶段, 为了保证太阳能光伏发电产业的健康发展, 需要做好以下工作: (1) 研制太阳能光伏电池最大功率跟踪算法, 实现太阳光最大功率跟踪; (2) 研制太阳能光伏阵列的优化组合算法, 实现太阳能光伏电池阵列的优化组合;
随着全世界能耗的不断上升, 滥用化石能源导致的环境污染日益严重, 人类在应对经济持续发展的同时, 还要着重关注生态平衡的问题。人类对于太阳能利用方面的探索和研究将更加积极, 同时也预示着太阳能光伏并网发电将在未来的社会中扮演越来越重要的角色。
摘要：随着全球经济社会的不断发展, 能源消费也相应的持续增长。能源问题已经成为关系到人类生存和发展的首要问题。而太阳能的利用近年来已经逐渐成为新能源领域中开发利用水平高, 应用较广泛的能源, 尤其在远离电网的偏远地区应用更为广泛。本文主要对光伏并网发电系统作了分析和研究。论文首先介绍太阳能发电系统的特性和基本原理分别做了具体分析, 并对系统各组成部分的功能进行了详细的介绍。接着, 对光伏并网中最重要部分——逆变器进行研究。再次, 提出光伏并网发电系统的设计方案。最后, 对光伏并网发电系统的硬件进行设计。并网光伏发电充分发挥了新能源的优势, 可以缓解能源紧张问题, 是太阳能规模化发展的必然方向。我国政府高度重视光伏并网发电, 并逐步推广“屋顶计划”。太阳能并网发电正在由补充能源向替代能源方向迈进。
关键词：能源,太阳能,光伏并网,逆变器
参考文献
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太阳能发电并网系统研究综述 篇7
关键词：太阳能,光伏并网,发电
1 光伏发电并网系统的现状和研究意义
光伏发电有离网和并网两种工作方式。过去, 由于太阳电池的生产成本居高不下, 光伏发电多数被用于偏远的无电地区, 而且以户用及村庄用的中小系统居多, 都属于离网型用户。但是近年来, 光伏产业及其市场发生了极大的变化, 开始由边远农村地区逐步向城市并网发电、光伏建筑集成的方向快速迈进, 太阳能己经全球性地由“补充能源”的角色被认可将是下一代“替代能源”。
光伏并网逆变技术经过近几年的研究和发展, 在技术上己近成熟, 在电力电子技术先进的德国、日本、美国和加拿大等发达国家己有成熟的、技术先进的、性能优秀的产品问世, 从小功率几十瓦到上百瓦、上千瓦的高频光伏并网模块, 到高压大功率的光伏并网逆变电源, 品种繁多, 不仅如此, 其功能也很完善, 多机并联、独立后备与并网发电两用、多机组合群控、最大功率自动跟踪、孤岛效应防止、远程调度管理等。
我国在光伏并网逆变技术方面的研究经过“九五”和“十五”的国家科技攻关, 在基本理论和实用技术方面己经取得可喜成绩, 在并网逆变的关键技术方面已有所突破, 并具有自主知识产权, 国内己有部分企业能够生产并网逆变样机产品, 但在并网逆变技术的细节方面, 与国外先进技术相比还有较大差距。例如, 并网逆变系统的电磁噪声和电磁兼容性问题, 国内相关研究并不多, 但这一问题在并网逆变系统中却相当重要, 要良好地予以解决在技术上也相当困难。在并网逆变发电系统的最大功率跟踪方面, 虽然国内研究报道较多, 原理也相当简单, 但真正能够实现性能指标优秀的光伏阵列最大功率跟踪还未能看见实际样机。在适应电网安全方面, 对孤岛效应的识别方式和并网功率控制方式还缺乏详细的实验研究和标准制定。此外, 光伏并网逆变器主电路的研究也较单一, 适应面较窄。
光伏并网发电系统不仅仅涉及到太阳电池和并网逆变技术, 还涉及到系统的控制和优化问题, 太阳能发电系统的总体发电效率除与太阳电池效率、逆变器效率和功率控制方式有关外, 同时也与当地的纬度、气候、日照、和太阳电池阵列的倾角、方位角有关, 提高光伏系统的全年总体发电效率是一个复杂的系统工程, 它涉及到现代工程数学、现代控制理论、仿真技术、建模技术等多学科领域, 多学科相互交叉, 国外在经过多年的大量的光伏应用研究和运行统计的基础上, 己经建立了完善的全球各地区气象年均日照和月均日照统计数据库, 为光伏系统的优化设计和配套提供充分的依据条件, 并研制成功专门的光伏系统优化设计软件包, 在风力资源统计数据的基础上, 也同时研发了风光互补发电系统优化设计软件, 为方便光伏系统的推广应用、节省设备投资、降低成本、提高系统的运行可靠性及供电的保证度等提供理论依据和优良设计工具。
国内在光伏系统的优化设计方面, 己经有部分院校做了相关研究, 但由于存在大量的气象数据统计据的获取、电站运行的数据统计、研制经费的缺乏等原因, 系统的优化设计软件应用推广还有待时间和实践考验, 也还有待于进一步的完善。相信随着光伏系统在我国的普及和推广应用的发展, 光伏系统的优化设计问题会越来越受到人们的重视。
针对以上问题, 光伏并网发电系统的研究具有重要的理论和现实意义。
2 光伏并网发电系统的分类
目前常用的光伏并网发电系统可以为两类, 一种为不含蓄电池环节的“不可调度式光伏并网发电系统”;另一种为含有蓄电池组的“可调度式光伏并网发电系统”。
不可调度式光伏并网发电系统中, 并网逆变器将光伏阵列产生的直流电能转化为和电网电压同频、同相的交流电能, 当主电网断电时, 系统自动停止向电网供电。白天, 当光伏系统产生的交流电能超过本地负载所需时, 超过部分馈送给电网;其它时间, 特别是夜间, 当本地负载大于光伏系统产生的交流电能时, 电网自动向负载提供补充电能。当电网故障或维修时, 出于安全考虑, 逆变器停止工作, 而且必须使逆变器、电网和负载三者电气断开, 光伏并网系统不再向电网和负载提供电能。
可调度式光伏并网发电系统和前者相比, 最大的不同处是系统中配有储能环节 (目前通常采用蓄电池组) , 蓄电池组的容量大小按具体需要配置。可调度式光伏并网发电系统在功能和性能方面较之不可调度式有若干扩展和提高。但也带来了若干严重的弱点, 正是这些弱点使可调度式并网系统的应用规模当前还难与不可调度式相比较, 这是因为:蓄电池组的寿命较短:目前免维护蓄电池在良好环境下的工作寿命通常估计为5年, 而光伏阵列稳定工作的寿命则在25一30年左右, 因此只有为数较少的场合使用可调度式光伏并网系统;蓄电池组的价格在目前仍相对昂贵;蓄电池组较为笨重, 需占用较大空间, 如有漏液, 则会泄漏出腐蚀性液体, 此外报废的蓄电池必须进行后处理, 否则将会造成“铅污染”;不可调度式光伏并网发电系统的集成度高, 其安装和调试相对方便, 可靠性也高。
3 太阳能电池和三相光伏并网发电系统的工作原理
太阳能电池阵列是太阳能光伏发电系统中的重要组成部分, 它的好坏直接关系到整个光伏系统的性能和质量。由于太阳能电池阵列是由若干太阳能电池组件串、并联而成, 为此, 下面我们将介绍太阳能电池的工作原理。
太阳能电池工作原理的基础, 是半导体P一N结的光生伏打效应。所谓光生伏打效应, 简言之, 就是当物体受到光照时, 物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。当太阳光或其它光照射半导体P一N结时, 就会在P一N结的两边出现电压, 就叫光生电压。这种现象就是著名的光生伏打效应。使P一N结短路时就会产生电流。
众所周知, 物体的原子是由原子核和电子组成的。原子核带正电, 电子带负电, 电子就像行星围绕太阳转动一样, 按照一定的轨道围绕着原子核高速旋转。当在太阳光辐射时, 电子就会摆脱原子核的束缚而成为自由电子, 并同时在它的原来地方留出一个空位, 即半导体物理学中所谓的“空穴”。由于电子带负电, 空穴就表现为带正电。当太阳光照射P-N结时, 在半导体内就会产生电子一空穴对, 由于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场, 因而产生在势垒区中的非平衡电子和空穴, 或者产生在势垒区外但扩散进势垒区的非平衡电子和空穴, 在内建静电场的作用下, 电子被驱向N型区, 空穴被驱向P型区。离开势垒区, 结果使P型区电势升高, N型区电势降低, P-N结两端形成光生伏打电动势, 这就是P-N结的光生伏打效应。由于光照产生的非平衡载流子各自向相反方向漂移, 从而在内部构成自N区流向P区的光生电流, 在P-N结短路情况下构成短路电流。在P-N结开路情况下, P-N结两端建立起光生伏打电势差, 这就是开路电压。如将P-N结与外电路接通, 只要光照不停止, 就会不断地有电流流过电路, P-N结起了电源的作用, 这就是太阳能电池发电的基本工作原理。若把几十个、数百个太阳能电池串联、并联起来, 组成太阳能电池组件, 在太阳光照射下, 便可得相当可观功率的电能。
光伏并网的工作原理就是要把太阳能电池组件发出的直流电转换成交流电, 并并入市电电网, 可供正常的交流用电电器使用。目前广泛应用于太阳能并网发电系统中的方案原理是:首先将太阳光能转化成电能的形式, 然后将电能调节成满足SP-WM全桥逆变器需要的直流电压, 最后经SPWM全桥逆变器将太阳能回馈给交流电网。在整个系统最主要的环节 (逆变器) 中, 采用的就是SPWM (正弦波脉宽调制) 逆变技术。根据电力系统准周期并列的条件, 采用SPWM全桥逆变电路的再生能源回馈电网系统并网时应同时满足以下3个条件: (1) 再生能源回馈电网系统中逆变器的输出电压和市电电压接近相等, 一般压差应在10%以内; (2) 逆变输出频率接近市电频率, 一般频差不超过0.4Hz; (3) 逆变输出电压和市电电压同相, 通常此相位差不宜超过10度。
光伏并网控制目标是:控制逆变电路输出的交流电流为稳定的高质量的正弦波, 且与电网电压同频、同相。
参考文献
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太阳能光伏发电并网技术的应用 篇8
一、概括
早在80年代初期光伏合并网就已经开始, 有很多国家都做出了很大的贡献, 例如意大利、日本、德国和美国这些国家, 并且由当时的理解, 并且大多都是大型光伏合并网型电站, 规模形式也是从1MW和100KW不等, 并且都是由政府部门投资的用来试验的电站。研究结果也是在一些技术方面取得成功, 但是有一些经济性内容不是十分的让人称赞, 原因是由于一些由太阳能资源的成本费用高, 虽然属于可再生能源, 带来环境方面的效益, 但是太阳能发电的昂贵费用难以被电力方面的公司纳用。到90年代后, 一些发达的国外有更好的技术, 从而带来了光伏合并网模式的探究高潮, 然而, 这一次探究的重点并没有围绕光伏合并电站的建造, 转而更加发展“屋顶的光伏电站系统”因为, 人们想利用房顶的空地来安装太阳能, 既能更好的吸收太阳, 更好的利用能量中密度比较低的优点, 而且具有经济性与方便灵活性特点, 与光伏发电相比太阳能源更有利于广泛普及和保护能源的有效安全利用, 因此应当得到各个地方的重视。
二、太阳能光伏发电系统组成
太阳能光伏发电系统主要包括:太阳能电池组件 (阵列) 、控制器、蓄电池、逆变器、用电负载等。其中, 太阳能电池组件和蓄电池为电源系统, 控制器和逆变器为控制保护系统, 负载为系统终端。太阳能光伏发电系统的组成如图1所示。
用太阳作为能源来发电这一系统有独立的系统和用交流电与网络的联系模式系统两大类别组成。独立的系统有太阳作为可再生能源发电的根本的系统形式。同时又被叫做太阳能资源的原型模式。这种模式较多被与市区离得较远的地方, 例如坐落于海上的灯塔、漂浮着的浮标与山顶上的无线接收电台等, 都可以作为供电的电源。
与电网 (系统) 联系系统的构造如图2所示。该系统的特点是当太阳能电池阵列发出的电功率超过负荷需要时, 可以通过自动控制输向交流市电电网, 即向电力公司卖出电力。从电力系统的术语来说, 称为“逆潮流”运行或通俗地称为“卖电”。反之, 对电力公司来说正常运行是向用户供电, 称为“正潮流”。系统联系型太阳能发电系统的优点是, 当阴雨天气或夜间太阳能发电量不足时, 可以通过系统联系直接向市电电网买电。系统联系系统的另一重要优点是可以取消蓄电池, 使成本降低, 且加强了供电的稳定性和可靠性。
三、光伏并网逆变器的研究现状及方向
光伏并电系统中的逆变器是很重要的一个部件, 因为逆变器可以把直流电转换成交流电, 可以决定输出两种电流成波形以及是否提高系统之间的效率。在逆变器中最常用的拓扑结构式全桥的结构, 所以为了减少光伏并网系统的费用, 现在又一部分国家都在尽最大能力的探索提高逆变器的效率, 就当前在国际上有一部分知名企业的逆变器的机器效率已经上升为93%~95%。
光伏合并网系统逆变器有下列五个特点:
l、并网型系统的逆变器是由正弦波为输出方式。普遍情况下可以使用脉带协调方法或者是“伪正弦”方法, 因为这些办法可以使许多负载的用户得到满足, 一定程度还可以对谐波进行负载等特殊情况要求, 一般促进输出的波形有好的质量是靠变压器或者是电感等方法, 但是一定程度上会带来动态较差和效率的低下, 并且其造价较高, 系统比较笨重等缺点。现在一些外国的合并电网的条形规定里指出逆变器的波形不仅要有很好的动态特点, 其中总谐波的因数不能大于5%, 并且每一次的谐波都不能大于3%。
2、并网型系统的逆变器具有降低轻载和空载损耗的优点, 同时提高了机器转化的效率。例如ADVANCEDENERGY Inc.中的MM-5000, 这种产品的空载逆变器中的损耗是小于20W, 最大逆变器的效率抵94%以上, 而在刚输出的时候效率为90%, 一半的额定输出的时候为92%
3、并网型系统的逆变器应该具备较高的可靠性;
4、并网型系统的逆变器中的功率包含的因数应与1接近;
5、并网型系统的逆变器要包括电网中电压的跌落、频率的故障、输入超过电压、电压缺少、输入与输出过流、反接的故障、风扇冷却的故障和独自在岛效应等多种保护措施。
现在国外的并网系统逆变器成为一种相比较下来在市场里成熟的产品, 像欧洲的光伏合并网中逆变器产业市场里有simens, SMA, Sputnik, Fronius和Sun Power等众多公司中产品具有市场化特点, 在其中SMA具有一半的产业市场的份额。
然而在我国, 利用光伏开发电资源相关的起步较晚, 一些研究探索技术也比较落后, 一些著名大学像上海交大, 燕山大学, 安徽合肥工业大学针对能源探究所和中科院研究中心对官府逆变器有一些相关研究。另外还有安徽合肥阳光有限公司与北京索英电气有限公司与山东皇明太阳能有限公司也开始进行探索, 其中前面的两家有限公司还推出一些关于逆变器相关产品。
并网型光伏电系统在我国目前还没有开始形成像一些商业化的产品运行, 而现在都是一些被称为模范型工程的光伏发电工程正在进行, 其中逆变器的科技还大部分是靠合作与进口取得, 促使整个系统的造价成本费用高, 进行大规模的实施非常困难。
在并网型逆变器中也会有很多损耗, 其中像在开关小器件中损耗、对电路控制的损耗、变压器的隔离中间的损耗还有滤波器、电容和电感的损耗, 然而损耗占最大的是开关器件, 在开关中的损耗主要是开通与断开损耗和在开通状态下的损耗以及对二极管逆向的损耗恢复。
由IGBT作为例子, 在初级的电流时I=52A电压U=520V, 功率P0=11k W工作时的频率f=20k Hz作为前提条件下预算得到的数据:
开通时候的损耗是:P1=12W;断开时候的损耗是:P2=56.6W;得出使用时候的损耗是:P3=53.8W。
由此可以看出若想减少开关的损耗, 要在一定程度上提高逆变器的使用效率。
当今提升逆变器的效率可以用这几种措施:应用软件开发技术、提高逆变器相关结构和改良操控方法。
四、统领上文
就目前来说, 用太阳作为能源的地区还仅仅占初级的时段, 但是若用太阳能资源发电更健康长久的发展, 要提前做好以下内容:1.继续研究开发用太阳能来作为电池里的新材料, 加快太阳能电池光纤电转化的效率, 2.探究用太阳作为资源的电池提高功率的跟踪计算方法, 从而实现太阳能资源的跟踪功率;3开发光伏和太阳能资源的结合算法, 有利于实现光伏能源和太阳能的效率高的组合;4.为了降低光伏对一些电网有冲击, 进行开发太阳能和光伏的并网科技;5.研究并发掘建筑与太阳能源光伏电的有效结合, 达到建筑进行自我的供电与绿色能源发电;6.为了更好的可持续的利用太阳能资源产业, 研究并制定保护这一宝贵资源的相关法律政策, 对太阳能资源进行保护。
参考文献
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