太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)()幻燈片

1、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),1,1、光伏發(fā)電簡介 2、光伏發(fā)電原理 3、光伏發(fā)電系統(tǒng) 4、光伏發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢 5、光伏發(fā)電的應(yīng)用 6、應(yīng)用舉例,2,什么是光伏發(fā)電,光伏發(fā)電是利用太陽能電池組件將太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。在廣大的無電地區(qū)，該裝置可以方便地實現(xiàn)為用戶照明及生活供電，也可以與區(qū)域電網(wǎng)并網(wǎng)實現(xiàn)互補。目前從民用的角度來講，在國外技術(shù)研究趨于成熟且具產(chǎn)業(yè)化的是“光伏建筑一體化”技術(shù)（BIPV），而國內(nèi)主要研究生產(chǎn)適用于無電地區(qū)家庭照明用的小型太陽能發(fā)電系統(tǒng)，大型光伏并網(wǎng)技術(shù)正在啟動。,3,光伏發(fā)電原理,基礎(chǔ)是半導(dǎo)體PN結(jié)的光電效應(yīng)。即當(dāng)太陽或其他光照射半導(dǎo)體的PN結(jié)時，光照產(chǎn)生電子空穴對，在內(nèi)建

2、電場的作用下，p型半導(dǎo)體中的光照產(chǎn)生的電子流向n型半導(dǎo)體，n型半導(dǎo)體中的空穴流向p型半導(dǎo)體，形成從n到p的光生電流，同時導(dǎo)致光生電場和光生電勢的出現(xiàn)。,4,光伏發(fā)電的原理,工作過程：太陽電池(solar cell)是以半導(dǎo)體制成的，將太陽光照射在其上，太陽電池吸收太陽光后，能透過p型半導(dǎo)體及n型半導(dǎo)體使其產(chǎn)生電子(負(fù))及空穴(正)，同時分離電子與空穴而形成電壓降，再經(jīng)由導(dǎo)線傳輸至負(fù)載。,5,光伏發(fā)電的原理,1. 光能到電能轉(zhuǎn)換只有在P-N結(jié)界面活性層發(fā)生。并且一個光子只能激發(fā)出一個電子-空穴對。 2. 具有足夠能量的光子進入P-N結(jié)區(qū)附近才能激發(fā)電子-空穴對。 3. 溫度升高，P-N結(jié)界面活性

3、層變薄，造成電池電壓降低、光能到電能轉(zhuǎn)換能力降低。,6,光伏發(fā)電系統(tǒng)形式,主要有兩種： 1.獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)（離網(wǎng)系統(tǒng)） 2.并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng) 在近幾年的光伏發(fā)電體系中，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是主 要的發(fā)展方向，它既可以節(jié)省蓄電池的費用，通過研究理 想的最大功率追蹤控制技術(shù)，也可以降低太陽電池發(fā)電的 成本。,7,獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu),8,獨立系統(tǒng)主要組成部分,1. 光伏陣列 2. 光伏控制器 3. 蓄電池組 4. 逆變器 5. 監(jiān)控系統(tǒng) 6. 負(fù)載,9,并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu),10,并網(wǎng)系統(tǒng)主要組成部分,1. 光伏陣列 2. 并網(wǎng)逆變器 3. 公共電網(wǎng) 4. 監(jiān)控系統(tǒng),11,光伏陣列,單一組件的發(fā)電量

4、是十分有限的，實際運用中，是單一組件通過電纜和匯線盒實現(xiàn)組件的串、并聯(lián)，組成整個的組件系統(tǒng)，稱為光伏陣列。,12,電池組件陣列,13,光伏控制器,光伏控制器是獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)中非常重要的部件。 控制光伏陣列對蓄電池組進行充電，并控制蓄電池組對后 負(fù)載的放電，實現(xiàn)蓄電池組的過充和過放保護，對蓄電池 進行溫度補償，并監(jiān)控蓄電池組的電壓和啟動相關(guān)輔助控 制。,14,蓄電池組,蓄電池組是獨立光伏系統(tǒng)中 的電能儲存單元，可以通過單節(jié) 蓄電池的串、并聯(lián)組成整個的電 池組，太陽能電池產(chǎn)生的直流電 通過光伏控制器進入蓄電池儲存 。電池的特性影響著系統(tǒng)的工作 效率和特性。蓄電池技術(shù)十分成 熟，其容量的選擇受負(fù)載

5、功率和 連續(xù)無日照時間而定 。,15,逆變器,逆變器就是把直流電（例如12VDC）逆變成交流電（例如220VAC）的設(shè)備。一般分為獨立逆變器和并網(wǎng)逆變器 。,16,監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，設(shè)備的各個參數(shù)，記錄系統(tǒng)的發(fā)電量，環(huán)境等的數(shù)據(jù)，并對故障進行報警。,17,光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計,綜合考慮系統(tǒng)所在位置，當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，日照時數(shù)，連續(xù)陰雨天氣，負(fù)載的用電量等，通過專業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計軟件，對整個系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，使其達到最大的發(fā)電量。,18,光伏發(fā)電技術(shù)的優(yōu)勢,1. 太陽能資源豐富且免費 2. 沒有會磨損、毀壞或需替換的活動部件 3. 保持系統(tǒng)運轉(zhuǎn)僅需很少的維護 4. 系統(tǒng)為組件，可

6、在任何地方快速安裝 5. 無噪聲、無有害氣體排放和污染,19,光伏發(fā)電在BIPV上的運用,1. 定義： 使光伏發(fā)電與建筑相結(jié)合，讓光伏部件作為建筑物的一部分，或把光伏部件作為建材的一部分。而光伏部件即是指由各種晶體硅太陽能電池、薄膜太陽能電池組成的光伏列陣。,20,2.目的 利用建筑物的迎光面，吸收太陽輻射能直接變成電能。在有電網(wǎng)的地方提供峰值電力，減少常規(guī)能源消耗、保護環(huán)境。在無電地區(qū)配合蓄電池充電，解決當(dāng)?shù)厣钣媚芎蜕a(chǎn)用能。,21,BIPV結(jié)構(gòu)圖,太陽能電池 開關(guān)/保護/防雷 電纜 并網(wǎng)逆變器 電度表（光伏電量）,22,3.技術(shù)要求 (1) 滿足并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范（標(biāo)準(zhǔn)） (2)

7、 滿足建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（標(biāo)準(zhǔn)） (3) 滿足建筑節(jié)能技術(shù)規(guī)范 (4) 滿足特種建材的技術(shù)規(guī)范 (5) 滿足獨立光伏電站技術(shù)規(guī)范 (6) 滿足中國和國際光伏組件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)要求 (7) 滿足建筑施工及電氣安裝的基本要求 (8) 滿足BIPV項目報建、安裝、運行、驗收、杄測及維護的規(guī)范,23,4.光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑結(jié)合的類型 （1）太陽能光伏發(fā)電與建筑屋面結(jié)合 （2）太陽能光伏發(fā)電與建筑陽臺結(jié)合 （3）太陽能光伏發(fā)電與建筑墻面結(jié)合 （4）太陽能光伏發(fā)電與建筑屋檐結(jié)合 （5）太陽能光伏發(fā)電與建筑窗檐結(jié)合 （6）太陽能光伏發(fā)電與建筑門窗結(jié)合,24,5.太陽能光伏與建筑一體化優(yōu)點： （1）可以有效利用圍護

8、表面（屋頂和墻面），無需額外用地或加建其他設(shè) 施，節(jié)省了土地資源。這對于人口密集、土地昂貴的城市尤為重要； （2）可原地發(fā)電、原地使用，可節(jié)約電站送電網(wǎng)的投資和減少輸電、分電 損耗； （3）通常夏季由于空調(diào)、制冷等設(shè)備的使用，形成用電高峰，而這時也是 光伏方陣發(fā)電最多的時期，BIPV系統(tǒng)除保證自身建筑內(nèi)用電外，還可以向 電網(wǎng)供電，從而舒緩高峰電力需求，解決電網(wǎng)峰谷供需矛盾，具有極大的 社會效益； （4）由于光伏陣列安裝在屋頂和墻面上，并直接吸收太陽能，避免了墻面 溫度和屋頂溫度過高，因此可以改善室內(nèi)溫度，并且降低空調(diào)負(fù)荷； （5）利用太陽能光伏發(fā)電減少了一般由于化石燃料發(fā)電所帶來的嚴(yán)重空氣 污染，這對于環(huán)保要求更高的今天和未來極為重要； （6）在建筑圍護結(jié)構(gòu)上安裝光伏陣列，可推動光伏組件的應(yīng)用和批量生 產(chǎn)，進一步降低其市場價格。,25,BIPV 應(yīng)用案例,為了迎接2006年世界杯，改建的柏林火車站，光電屋頂做在兩個弧形部分，深色部分就是光電池。總面積3311平方米，總裝機容量325千瓦。,26,柏林火車站內(nèi)部效果，光伏發(fā)電與自然采光融合一體,27,美國Stillwell地鐵站光電屋面工程總面積76，000 平方英尺；其中光電板使用面積為50，000平方英尺。發(fā)電峰值功率為250KW。,28,Stillwell地鐵站施工過程中導(dǎo)線布置圖,29,日本Sanyo太陽光