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光伏系統(tǒng)的分類(lèi)與介紹

   2007-06-13 ne21.comne21.com48900
    一般我們將光伏系統(tǒng)分為獨(dú)立系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。如果根據(jù)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的應(yīng)用形式,應(yīng)用規(guī)模和負(fù)載的類(lèi)型,對(duì)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(lèi)型:小型太陽(yáng)能供電系統(tǒng)(Small DC);簡(jiǎn)單直流系統(tǒng)(Simple DC);大型太陽(yáng)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(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。

    1.小型太陽(yáng)能供電系統(tǒng)(Small DC)

    該系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)中只有直流負(fù)載而且負(fù)載功率比較小,整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)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(lè)設(shè)備。如在我國(guó)西部地區(qū)就大面積推廣使用了這種類(lèi)型的光伏系統(tǒng),負(fù)載為直流燈,用來(lái)解決無(wú)電地區(qū)的家庭照明問(wèn)題。

    2.簡(jiǎn)單直流系統(tǒng)(Simple DC)

    該系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)中的負(fù)載為直流負(fù)載而且對(duì)負(fù)載的使用時(shí)間沒(méi)有特別的要求,負(fù)載主要是在白天使用,所以系統(tǒng)中沒(méi)有使用蓄電池,也不需要使用控制器,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(chǔ)存和釋放過(guò)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(shí)設(shè)備用電和一些旅游設(shè)施中。下圖顯示的就是一個(gè)簡(jiǎn)單直流的PV水泵系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在發(fā)展中國(guó)家的無(wú)純凈自來(lái)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(huì)效益。

    3 大型太陽(yáng)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(yáng)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(jiàn)的應(yīng)用形式有通信、遙測(cè)、監(jiān)測(cè)設(shè)備電源,農(nóng)村的集中供電,航標(biāo)燈塔、路燈等。我國(guó)在西部一些無(wú)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(guó)移動(dòng)公司和中國(guó)聯(lián)通公司在偏僻無(wú)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(wàn)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(yáng)能光伏系統(tǒng)不同的是,這種光伏系統(tǒng)能夠同時(shí)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(shí)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)

    這種太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)最大的特點(diǎn)就是光伏陣列產(chǎn)生的直流電經(jīng)過(guò)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(méi)有產(chǎn)生電能或者產(chǎn)生的電能不能滿足負(fù)載需求時(shí)就由電網(wǎng)供電。因?yàn)橹苯訉㈦娔茌斎腚娋W(wǎng),免除配置蓄電池,省掉了蓄電池儲(chǔ)能和釋放的過(guò)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(zhuān)用的并網(wǎng)逆變器,以保證輸出的電力滿足電網(wǎng)電力對(duì)電壓,頻率等指標(biāo)的要求。因?yàn)槟孀兤餍实膯?wèn)題,還是會(huì)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(yáng)能光伏組件陣列作為本地交流負(fù)載的電源。降低了整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載缺電率。而且并網(wǎng)PV系統(tǒng)可以對(duì)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(duì)傳統(tǒng)的集中供電系統(tǒng)的電網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生一些不良的影響,如諧波污染,孤島效應(yīng)等。

    6 混合供電系統(tǒng)(Hybrid)

    這種太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中除了使用太陽(yáng)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(shuō),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(shí)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(shí)間,系統(tǒng)的容量是過(guò)大的。在太陽(yáng)輻照最高峰時(shí)期產(chǎn)生的多余的能量沒(méi)法使用而浪費(fèi)了。整個(gè)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,

 
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