太陽(yáng)能電站系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

1、太陽(yáng)能電站系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)一、電站系統(tǒng)基本工作原理太陽(yáng)能光伏供電系統(tǒng)的基本工作原理就是在太陽(yáng)光的照射下，將太陽(yáng)電池組件產(chǎn)生的電能通過控制器的控制給蓄電池充電或者在滿足負(fù)載需求的情況下直接給負(fù)載供電，如果日照不足或者在夜間則由蓄電池在控制器的控制下給直流負(fù)載供電，對(duì)于含有交流負(fù)載的光伏系統(tǒng)而言，還需要增加逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電。光伏系統(tǒng)的應(yīng)用具有多種形式，但是其基本原理大同小異。對(duì)于其他類型的光伏系統(tǒng)只是在控制機(jī)理和系統(tǒng)部件上根據(jù)實(shí)際的需要有所不同。二、電站系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光伏電站的系統(tǒng)是由太陽(yáng)能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器，交流配電柜、防雷系統(tǒng)、匯流箱、直流配電柜、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、

2、監(jiān)控系統(tǒng)及太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)等設(shè)備組成。1 .太陽(yáng)能電池方陣在有光照（無(wú)論是太陽(yáng)光，還是其它發(fā)光體產(chǎn)生的光照）情況下，電池吸收光能，電池兩端出現(xiàn)異號(hào)電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是“光生伏打效應(yīng)”。在光生伏打效應(yīng)的作用下，太陽(yáng)能電池的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，將光能轉(zhuǎn)換成電能，是能量轉(zhuǎn)換的器件。太陽(yáng)能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽(yáng)能電池，多晶硅太陽(yáng)能電池和非晶硅太陽(yáng)能電池三種。2 .蓄電池組其作用是貯存太陽(yáng)能電池方陣受光照時(shí)發(fā)出的電能并可隨時(shí)向負(fù)載供電。太陽(yáng)能電池發(fā)電對(duì)所用蓄電池組的基本要求是：a.自放電率低；b.使用壽命長(zhǎng)；c.深放電能力強(qiáng)；d.充電效率高；e.少維護(hù)或免維護(hù)；f.工作溫度范圍寬；

3、g.價(jià)格低廉。目前我國(guó)與太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)配套使用的蓄電池主要是鉛酸蓄電池和鎘銀蓄電池。配套200Ah以上的鉛酸蓄電池，一般選用固定式或工業(yè)密封式免維護(hù)鉛酸蓄電池，每只蓄電池的額定電壓為2VDC配套200Ah以下的鉛酸蓄電池，一般選用小型密封免維護(hù)鉛酸蓄電池，每只蓄電池的額定電壓為12VDC3.充放電控制器是能自動(dòng)防止蓄電池過充電和過放電的設(shè)備。由于蓄電池的循環(huán)充放電次數(shù)及放電深度是決定蓄電池使用壽命的重要因素，因此能控制蓄電池組過充電或過放電的充放電控制器是必不可少的設(shè)備。4.逆變器是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備。由于太陽(yáng)能電池和蓄電池是直流電源，而負(fù)載是交流負(fù)載時(shí)，逆變器是必不可少的。逆變器按運(yùn)

4、行方式，可分為獨(dú)立運(yùn)行逆變器和并網(wǎng)逆變器。獨(dú)立運(yùn)行逆變器用于獨(dú)立運(yùn)行的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)，為獨(dú)立負(fù)載供電。并網(wǎng)逆變器用于并網(wǎng)運(yùn)行的太陽(yáng)能電池發(fā)電系統(tǒng)。逆變器按輸出波型可分為方波逆變器和正弦波逆變器。方波逆變器電路簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但諧波分量大，一般用于幾百瓦以下和對(duì)諧波要求不高的系統(tǒng)。正弦波逆變器成本高，但可以適用于各種負(fù)載。逆變器保護(hù)功能：a、過載保護(hù)；b、短路保護(hù)；c、接反保護(hù)；d、欠壓保護(hù)；e、過壓保護(hù)；f、過熱保護(hù)。5 .交流配電柜其在電站系統(tǒng)的主要作用是對(duì)備用逆變器的切換功能，保證系統(tǒng)的正常供電，同時(shí)還有對(duì)線路電能的計(jì)量。6 .防雷系統(tǒng)太陽(yáng)電池方陣的支架采用金屬材料并占用較大空間且一般放

5、置在建筑物頂部或開闊地，在雷暴發(fā)生時(shí)，尤其容易受到雷擊而毀壞，并且太陽(yáng)電池組件和逆變器比較昂貴，為避免因雷擊而造成經(jīng)濟(jì)損失，有效的防雷保護(hù)是必不可少的。防雷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：光伏方陣直流配電柜交流配電柜IrrTZE7防雷器7 .匯流箱在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，為了減少太陽(yáng)能光伏電池陣列與逆變器之間的連線使用到匯流箱。我們可以將一定數(shù)量、規(guī)格相同的光伏電池串聯(lián)起來，組成一個(gè)個(gè)光伏串列，然后再將若干個(gè)光伏串列并聯(lián)接入光伏匯流防雷箱，在光伏防雷匯流箱內(nèi)匯流后，通過控制器，直流配電柜，光伏逆變器，交流配電柜，配套使用從而構(gòu)成完整的光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與市電并網(wǎng)。為了提高系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性，在光伏防雷匯

6、流箱里配置了光伏專用直流防雷模塊、直流熔斷器和斷路器等，方便用戶及時(shí)準(zhǔn)確的掌握光伏電池的工作情況，保證太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)揮最大功效。8.直流配電柜光伏直流配電柜主要應(yīng)用在大型光伏電站，用來連接匯流箱與光伏逆變器。并提供防雷及過流保護(hù)、監(jiān)測(cè)光伏陣列的單串電流、電壓及防雷器狀態(tài)，短路器狀態(tài)。專業(yè)的電氣設(shè)計(jì)、元件選型，可以保證長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定工作。9 .環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由主采集器（箱）、太陽(yáng)總輻射采集器、風(fēng)速風(fēng)向采集器、室外環(huán)境溫度傳感器（帶輕型百葉箱）、表面溫度傳感器、總輻射傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、RS485通訊、風(fēng)桿、風(fēng)橫臂、傳感器橫臂等部件組成，完成對(duì)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的環(huán)境五種（室

7、外環(huán)境溫度、電池板表面溫度、太陽(yáng)光總輻射、風(fēng)速和風(fēng)向）數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。10 .太陽(yáng)能監(jiān)控系統(tǒng)太陽(yáng)能電站監(jiān)控系統(tǒng)，采用以PLC可編程序控制器和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為核心的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，并結(jié)合太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的特征，采用防電磁干擾和電磁兼容技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)的控制。它將模擬采集信號(hào)通過PLC程序處理后轉(zhuǎn)送到本地監(jiān)控計(jì)算機(jī)，反應(yīng)設(shè)備的各種運(yùn)行狀態(tài)，以便我們能及時(shí)掌控和發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能電站系統(tǒng)存在的問題和故障。11 .太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)是能夠保持太陽(yáng)能電池板隨時(shí)正對(duì)太陽(yáng)，使太陽(yáng)光的光線隨時(shí)垂直照射太陽(yáng)能電池板的動(dòng)力裝置，能夠顯著提高太陽(yáng)能光伏組件的發(fā)電效率。國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、首家完全不用電腦軟件的

8、太陽(yáng)空間定位跟蹤儀，具有國(guó)際領(lǐng)先水平，能夠不受地域和外部條件的限制，可以在-50C至70c環(huán)境溫度范圍內(nèi)正常使用；跟蹤精度可以達(dá)到土0.001,最大限度的提高太陽(yáng)跟蹤精度，完美實(shí)現(xiàn)適時(shí)跟蹤，最大限度提高太陽(yáng)光能利用率。三、太陽(yáng)能電站發(fā)電系統(tǒng)的效率在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)的總效率刀由電池組件的PV轉(zhuǎn)換率、控制器效率、蓄電池效率、逆變器效率及負(fù)載的效率等組成。但相對(duì)于太陽(yáng)能電池技術(shù)來講，要比控制器、逆變器及照明負(fù)載等其它單元的技術(shù)及生產(chǎn)水平要成熟得多，而且目前系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換率只有17%fc右。因此提高電池組件的轉(zhuǎn)換率，降低單位功率造價(jià)是太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)和難點(diǎn)。太陽(yáng)能電池問世以來，晶體硅作為主角材料保持著統(tǒng)治地位。目前對(duì)硅電池轉(zhuǎn)換率的研究，主要圍繞著加大吸能面，如雙面電池，減小反射；運(yùn)用吸雜技術(shù)減小半導(dǎo)體材料的復(fù)合；電池超薄型化；改進(jìn)理論，建立新模型；聚光電池等。四、太陽(yáng)能電站發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮如下因素:1、太陽(yáng)能發(fā)電系