1. 光伏發電太陽跟蹤器作用是什麼意思
光伏發電中希望光伏電池板始終垂直於陽光,這樣才能得到最大的發電效率,由於陽光是隨時間移動的,就需要不斷調節光伏板的角度,這個過程當然是自動的了,擔負這個任務的就是跟蹤器。
2. 光伏逆變器的作用有哪些
逆變器不僅具有直交流變換功能,還具有最大限度地發揮太陽電池性能的功能和系統故障保護功能。
歸納起來有自動運行和停機功能、最大功率跟蹤控制功能、防單獨運行功能(並網系統用)、自動電壓調整功能(並網系統用)、直流檢測功能(並網系統用)、直流接地檢測功能(並網系統用)。
光伏逆變器(PV inverter或solar inverter)可以將光伏(PV)太陽能板產生的可變直流電壓轉換為市電頻率交流電(AC)的逆變器,可以反饋回商用輸電系統,或是供離網的電網使用。光伏逆變器是光伏陣列系統中重要的系統平衡(BOS)之一,可以配合一般交流供電的設備使用。
3. 發電機組全自動用的ATS裝置有什麼作用
發電機組全自動用的ATS裝置主要作用就是聯接市電和發電機組,通過自動控制系統,操作發電機組停電自啟動,來電自動關閉作用!
4. 太陽能光伏發電系統是由太陽能電池,蓄電池,逆變器,控制器組成。我想知道這四樣東西的主要作用都是什麼
太陽能發電系統的結構和工作原理
太陽能發電是利用電池組件將太陽能直接轉變為電能的裝置。太陽能電池組件(Solar cells)是利用半導體材料的電子學特性實現P-V轉換的固體裝置,在廣大的無電力網地區,該裝置可以方便地實現為用戶照明及生活供電,一些發達國家還可與區域電網並網實現互補。目前從民用的角度,在國外技術研究趨於成熟且初具產業化的是"光伏--建築(照明)一體化"技術,而國內主要研究生產適用於無電地區家庭照明用的小型太陽能發電系統。
1太陽能發電原理
太陽能發電系統主要包括:太陽能電池組件(陣列)、控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負載等組成。其中,太陽能電池組件和蓄電池為電源系統,控制器和逆變器為控制保護系統,負載為系統終端。
1.1太陽能電源系統
太陽能電池與蓄電池組成系統的電源單元,因此蓄電池性能直接影響著系統工作特性。
(1)電池單元:
由於技術和材料原因,單一電池的發電量是十分有限的,實用中的太陽能電池是單一電池經串、並聯組成的電池系統,稱為電池組件(陣列)。單一電池是一隻硅晶體二極體,根據半導體材料的電子學特性,當太陽光照射到由P型和N型兩種不同導電類型的同質半導體材料構成的P-N結上時,在一定的條件下,太陽能輻射被半導體材料吸收,在導帶和價帶中產生非平衡載流子即電子和空穴。同於P-N結勢壘區存在著較強的內建靜電場,因而能在光照下形成電流密度J,短路電流Isc,開路電壓Uoc。 若在內建電場的兩側面引出電極並接上負載,理論上講由P-N結、連接電路和負載形成的迴路,就有"光生電流"流過,太陽能電池組件就實現了對負載的功率P輸出。
理論研究表明,太陽能電池組件的峰值功率Pk,由當地的太陽平均輻射強度與末端的用電負荷(需電量)決定。
(2)電能儲存單元:
太陽能電池產生的直流電先進入蓄電池儲存,蓄電池的特性影響著系統的工作效率和特性。蓄電池技術是十分成熟的,但其容量要受到末端需電量,日照時間(發電時間)的影響。因此蓄電池瓦時容量和安時容量由預定的連續無日照時間決定。
1.2控制器
控制器的主要功能是使太陽能發電系統始終處於發電的最大功率點附近,以獲得最高效率。而充電控制通常採用脈沖寬度調制技術即PWM控制方式,使整個系統始終運行於最大功率點Pm附近區域。放電控制主要是指當電池缺電、系統故障,如電池開路或接反時切斷開關。目前日立公司研製出了既能跟蹤調控點Pm,又能跟蹤太陽移動參數的"向日葵"式控制器,將固定電池組件的效率提高了50%左右。
1.3DC-AC逆變器
逆變器按激勵方式,可分為自激式振盪逆變和他激式振盪逆變。主要功能是將蓄電池的直流
電逆變成交流電。通過全橋電路,一般採用SPWM處理器經過調制、濾波、升壓等,得到與照
明負載頻率f,額定電壓UN等匹配的正弦交流電供系統終端用戶使用。
2太陽能發電系統的效率
在太陽能發電系統中,系統的總效率ηese由電池組件的PV轉換率、控制器效率、蓄電池效率、逆變器效率及負載的效率等組成。但相對於太陽能電池技術來講,要比控制器、逆變器及照明負載等其它單元的技術及生產水平要成熟得多,而且目前系統的轉換率只有17%左右。因此提高電池組件的轉換率,降低單位功率造價是太陽能發電產業化的重點和難點。太陽能電池問世以來,晶體硅作為主角材料保持著統治地位。目前對硅電池轉換率的研究,主要圍繞著加大吸能面,如雙面電池,減小反射;運用吸雜技術減小半導體材料的復合;電池超薄型化;改進理論,建立新模型;聚光電池等。幾種太陽能電池的轉換效率見表1。
表1幾種太陽能電池的轉換效率
實驗室典型電池 商品薄膜電池
各種太陽能電池 ηmax(%) 各種太陽能電池 η(%)
單晶硅 24.4 多晶硅 16.6
多晶硅 18.6 銅銦鎵硒 18.8
GaAs(單結) 25.7 碲化鎘 16.0
a-si(單結) 13 銅銦硒 14.1
充分利用太陽能是綠色照明的重要內容之一。而真正意義上的綠色照明至少還包括:照明系統的高效率,高穩定性,高效節能的綠色光源等。
3.1發電--建築照明一體化
目前成功地把太陽能組件和建築構件加以整合,如太陽能屋面(頂)、牆壁及門窗等,實現了"光伏--建築照明一體化(BIPV)"。1997年6月,美國宣布了以總統命名的"太陽能百萬屋頂計劃",在2010年以前為100萬座住宅實施太陽能發電系統。日本"新陽光計劃"已在2000年以前將光伏建築組件裝機成本降到170~210日元/W,太陽能電池年產量達10MW,電池成本降到25~30日元/W。1999年5月14日,德國僅用一年兩個月建成了全球首座零排放太陽能電池組件廠,完全用可再生能源提供電力,生產中不排放CO2。工廠的南牆面為約10m高的PV陣列玻璃幕牆,包括屋頂PV組件,整個工廠建築裝有575m2的太陽能電池組件,僅此可為該建築提供三分之一以上的電能,其牆面和屋頂PV組件造型、色彩、建築風格與建築物的結合,與周圍的自然環境的整合達到了十分完美的協調。該建築另有約45kW容量,由以自然狀態的菜子油作燃料的熱電廠提供,經設計燃燒菜子油時產生的CO2與油菜生長所需的CO2基本平衡,是一座真正意義上的零排放工廠。BIPV還注重建築裝飾藝術方面的研究,在捷克由德國WIP公司和捷克合作,建成了世界第一面彩色PV幕牆。印度西孟加拉邦為一無電島117家村民安裝了12.5kW的BIPV。國內常州天合鋁板幕牆製造有限公司研製成功一種"太陽房",把發電、節能、環保、增值融於一房,成功地把光電技術與建築技術結合起來,稱為太陽能建築系統(SPBS),SPBS已於2000年9月20日通過專家論證。近日在上海浦東建成了國內首座太陽能--照明一體化的公廁,所有用電由屋頂太陽能電池提供。這將有力地推動太陽能建築節能產業化與市場化的進程。
3.2綠色照明光源研究
綠色照明系統優化設計,要求低能耗下獲得高的光效輸出,並延長燈的使用壽命。因此DC-AC逆變器設計,應獲得合理的燈絲預熱時間和激勵燈管的電壓和電流波形。目前處在研究開發中的太陽能照明光源激勵方式有四種典型電路:①自激推挽振盪電路,通過燈絲串聯啟輝器預熱啟動。該光源系統的主要參數是:輸入電壓DC=12V,輸出光效>495Lm/支,燈管額定效率9W,有效壽命3200h,連續開啟次數>1000次。②自激推挽振盪(簡單式)電路,該光源系統的主要參數是:輸入電壓DC=12V,燈管功率9W,輸出光效315Lm/支,連續啟動次數>1500次。③自激單管振盪電路,燈絲串聯繼電器預熱啟動方式。④自激單管振盪(簡單式)電路等方式的高效節能綠色光源。
4結束語
綠色能源和可持續發展問題是本世紀人類面臨的重大課題,開發新能源,對現有能源的充分合理利用已經得到各國政府的極大重視。太陽能發電作為一種取之不盡,用之不竭的清潔環保能源將得到前所未有的發展。隨著太陽能產業化進程和技術開發的深化,它的效率、性價比將得到提高,它在包括BIPV在內的各個領域都將得到廣泛的應用,也將極大地推動中國"綠色照明工程"的快速發展。
5. 什麼是光伏光伏的用途
什麼是光伏:
太陽能發電分為光熱發電和光伏發電。通常說的太陽能發電指的是太陽能光伏發電,簡稱「光電」。光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯後進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。
太陽能是取之不盡、用之不竭的清潔能源。太陽能發電分為光熱發電和光伏發電。通常說的太陽能發電指的是太陽能光伏發電,簡稱「光電」。光伏發電系統由太陽電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成,它們主要由電子元器件構成,不涉及機械部件,因而發電設備極為精煉,可靠、穩定、壽命長,安裝維護簡便。與常用的火力發電系統相比,太陽能發電系統除了無污染排放外,還具有建設周期短和可利用建築屋面的優勢。
太陽能作為世界上最清潔的能源,目前有著廣泛的用途。但由於質量、價格的限制,太陽能發電在國內的利用還處在低水平上,與中國的經濟發展形成很大的反差。
8月1日,國家發改委公布了全國統一的太陽能光伏發電標桿上網電價,即2011年7月1日及以後核準的太陽能光伏發電項目(除西藏外),均按每千瓦時1元執行。不少業內人士認為,這是我國光伏發電產業發展的重要里程碑,光伏發電也將開始走上商業化的道路。
隨著中國光伏發電產業的規模化發展,光伏發電在成本上一定會有所降低,預計在2014年左右會與傳統電價持平並在此後低於傳統電價。專家預測,隨著我國對於光伏發電產業的扶持,在3到5年內,光伏發電有望進入到每家每戶。
用途如下:
光熱利用
它的基本原理是將太陽輻射能收集起來,通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽能收集裝置,主要有平板型集熱器、真空管集熱器、陶瓷太陽能集熱器和聚焦集熱器(槽式、碟式和塔式)等4種。通常根據所能達到的溫度和用途的不同,而把太陽能光熱利用分為低溫利用(<200℃)、中溫利用(200~800℃)和高溫利用(>800℃)。目 前低溫利用主要有太陽能熱水器、太陽能乾燥器、太陽能蒸餾器、太陽能採暖(太陽房)、太陽能溫室、太陽能空調製冷系統等,中溫利用主要有太陽灶、太陽能熱發電聚光集熱裝置等,高溫利用主要有高溫太陽爐等。
發電利用
清立新能源未來太陽能的大規模利用是用來發電。利用太陽能發電的方式有多種。已實用的主要有以下兩種。
1、光—熱—電轉換。即利用太陽輻射所產生的熱能發電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換為工質的蒸汽,然後由蒸汽驅動氣輪機帶動發電機發電。前一過程為光—熱轉換,後一過程為熱—電轉換。
2、光—電轉換。其基本原理是利用光生伏特效應將太陽輻射能直接轉換為電能,它的基本裝置是太陽能電池。
太陽能電池
【材料要求】耐紫外光線的輻射,透光率不下降。鋼化玻璃作成的組件可以承受直徑25毫米的冰球以23米/秒的速度撞擊。
【裝用的EVA膠膜固化後的性能要求】透光率大於90%;交聯度大於65-85%;剝離強度(N/cm),玻璃/膠膜大於30;TPT/膠膜大於15;耐溫性:高溫85℃、低溫-40℃;太陽電池的背面,耐老化、耐腐蝕、耐紫外線輻射、不透氣等。
【用途】太陽能發電廣泛用於太陽能路燈、太陽能殺蟲燈、太陽能攜帶型系統,太陽能移動電源,太陽能應用產品,通訊電源,太陽能燈具,太陽能建築等領域。
太陽能在2050年前可能將成為電力的主要來源,受助於發電設備成本大跌。IEA報告表示,2050年前太陽能光伏(PV)系統將最多為全球貢獻16%的電力,來自太陽能發電廠的太陽能熱力發電(STE)將提供11%的電力。
光化利用
這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉換方式。它包括光合作用、光電化學作用、光敏化學作用及光分解反應。
光化轉換就是因吸收光輻射導致化學反應而轉換為化學能的過程。其基本形式有植物的光合作用和利用物質化學變化貯存太陽能的光化反應。
植物靠葉綠素把光能轉化成化學能,實現自身的生長與繁衍,若能揭示光化轉換的奧秘,便可實現人造葉綠素發電。太陽能光化轉換正在積極探索、研究中。
通過植物的光合作用來實現將太陽能轉換成為生物質的過程。巨型海藻。
燃油利用
歐盟從2011年6月開始,利用太陽光線提供的高溫能量,以水和二氧化碳作為原材料,致力於「太陽能」燃油的研製生產。截止目前,研發團隊已在世界上首次成功實現實驗室規模的可再生燃油全過程生產,其產品完全符合歐盟的飛機和汽車燃油標准,無需對飛機和汽車發動機進行任何調整改動。
研製設計的「太陽能」燃油原型機,主要由兩大技術部分組成:第一部分利用集中式太陽光線聚集產生的高溫能量,輔之ETH Zürich 自主知識產權的金屬氧化物材料添加劑,在自行設計開發的太陽能高溫反應器內將水和二氧化碳轉化成合成氣(Syngas),合成氣的主要成分為氫氣和一氧化碳;第二部分根據費-托原理(Fischer-Tropsch Principe),將余熱的高溫合成氣轉化成可商業化應用於市場的「太陽能」燃油成品。
太陽能的利用目前還不是很普及,利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題,但是太陽能電池在為人造衛星提供能源方面得到了應用。
人類依賴這些能量維持生存,其中包括所有其他形式的可再生能源(地熱能資源除外),雖然太陽能資源總量相當於人類所利用的能源的一萬多倍,但太陽能的能量密度低,而且它因地而異,因時而變,這是開發利用太陽能面臨的主要問題。太陽能的這些特點會使它在整個綜合能源體系中的作用受到一定的限制。
太陽能既是一次能源,又是可再生能源。它資源豐富,既可免費使用,又無需運輸,對環境無任何污染。為人類創造了一種新的生活形態,使社會及人類進入一個節約能源減少污染的時代。
建設太空太陽能發電站的設想早在1968年就有人提出,但直到最近人類才開始真正將之付諸行動。日本可謂此項目的先驅者之一,該項目預計耗資210億美金,發電量能達到十億瓦特,能供29.4萬個家庭使用。在太空建太陽能發電站,無論氣候如何,均可利用太陽能發電,這與在地球上建立太陽能發電站的情況不同。
6. 光伏並網櫃的作用是什麼,在什麼情況下使用在光伏電站中必須使用嗎
光伏並網櫃是連接光伏電站和電網的配電裝置,其主要作用是作為光伏電站與電網之間的分界。對於低壓並網的光伏電站,光伏並網櫃還可以家裝參考計量及一些保護功能。光伏並網櫃,作為光伏電站的總出口必須存在於光伏系統中。
7. 有誰知道光伏逆變器的作用么
最大功率跟蹤功能,保證輸出功率最大化
太陽能電池板的電流和電壓是隨太陽輻射強度和太陽電池組件自身溫度而變化的,因此輸出的功率也會變化,為了保證輸出電力最大化,就要盡可能的獲取電池板的最大輸出功率。逆變器的MPPT跟蹤功能就可以解決這一問題。
電流轉換
由於天氣變化無常,太陽能組件發出來的直流電不規則,一般不能直接使用,如同一個一流的廚師,把食材經過切炒蒸煮等加工,最後變成可口的食物。逆變器先是跟蹤分析太陽能的光照情況,再經過直流升壓、逆變、濾波等一系列程序,最後轉換成能被電網接受的純正弦波交流電。和廚師手藝有高有低,做出來的菜味道有差別一樣,不同的逆變器廠家,品質也有大的差異,主要表現在太陽能利用效率,安全穩定性等方面。
故障檢查
光伏電站一般安裝在荒郊野外,或者屋頂,自然環境惡劣,不可避免會遇到天災人禍,台風,雪災,沙塵等自然災害會損壞設備,老鼠等小動物咬壞設備,電纜也有可難被小偷剪斷,太陽電光伏發電系統,關繫到人身,電網和設備的安全,設計選型和施工不當,也會造成系統出現短路等情況,所以需要太陽能逆變器,時刻檢測系統安全。逆變器有電壓,電流,頻率,絕緣檢查功能,當診斷系統出現故障時,會立即報警。如果是安全性的事故,有可能危害人身和電網時,立即停止發電,切斷組件和電網之間的聯系,防止事故進一步擴大。
發電數據統計
逆變器記錄了光伏系統時時的光伏輸入電壓,電流,功率,輸出電壓,電流,功率,每天的發電量,每月的發電量,總的發電量,用戶可以隨時查看。通過數據,可以了解組件的質量,光伏安裝角度對發電量的影響,一年中每個月發電量對比,也可以方便用戶和生產廠家溝通。
以上就是光伏逆變器作用。
8. 光伏專用防孤島保護裝置的作用和特點
概括
防孤島保護裝置主要是用來防止電網出現孤島效應。孤島是一種電氣現象,發生在一部分的電網和主電網斷開,而這部分電網完全由光伏系統來供電,孤島會損害公眾和電力公司維修人員的安全和供電的質量,因此在光伏電站中一定要配備防孤島裝置。這種裝置主要適用於110KV、66KV、35KV、10KV及低壓380V光伏電站的小電源並網供電系統,在發生孤島現象時,可以快速切除並網點.使本站與電網側迅速脫離,從而保證整個電站和相關維護人員的生命安全,該防孤島保護裝置具有過電壓、低電壓、頻率過高、頻率過低、逆功率、外部聯跳、頻率突變等保護等國網標準的保護功能。
主要作用
1、當電網側失電的時候,需要維修人員去檢修,這時光伏本側還處於正常發電狀態,而防孤島保護裝置會向並網開關發出命令,讓其跳閘,從而很好的保證了光伏兩側維修人員的生命安全。
2、當光伏本側或者電網側任何一側出現頻率、電壓或者過載運行時防孤島保護裝置也會迅速向並網開關發出命令,讓其跳閘,從而很好的保證了兩側主設備不受傷害,避免事故進一步擴大。
3、當故障解除後,光伏兩側都處於正常狀態。這時防孤島保護裝置就會檢測到相關信號,自動合上並網開關,讓其正常工作,省去了人工並網的繁瑣。帶有失壓跳閘、檢有壓自動合閘功能等等。
保護功能
1、過電壓保護;
2、低電壓保護;
3、過頻率保護;
4、低頻率保護;
5、逆功率保護;
6、外部故障聯跳;
7、頻率突變數保護;
8、諧波監測及過大保護。
主要特點
1、外形小巧精細、結構合理,採用高等級、高品質的元器件及多層板技術和SMT工藝。體積小,重量輕,外形美觀,安裝方便。採用全密封式結構,具有良好的抗震、防塵性能。
2、裝置供電電源、控制迴路均為交直流兩用。採用獨特的可靠性設計,無可調元件,裝置穩定性好,抗干擾性強。
3、 具有RS485 匯流排串列通信口,並集成了MODBUS 標准通信規約。具備完善的自檢功能,完整的異常記錄、事件記錄、操作記錄,所有信息掉電保持。具有RS485 匯流排串列通信口,並集成了MODBUS 標准通信規約。
4、 全漢化液晶顯示,人機界面清晰易懂,操作整定極為方便。
9. 光伏發電的優點是什麼,都能用在哪裡呢
光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。主要由太陽電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成,主要部件由電子元器件構成。太陽能電池經過串聯後進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。光伏發電的主要原理是半導體的光電效應。光子照射到金屬上時,它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收,電子吸收的能量足夠大,能克服金屬內部引力做功,離開金屬表面逃逸出來,成為光電子。硅原子有4個外層電子,如果在純硅中摻入有5個外層電子的原子如磷原子,就成為N型半導體;若在純硅中摻入有3個外層電子的原子如硼原子,形成P型半導體。當P型和N型結合在一起時,接觸面就會形成電勢差,成為太陽能電池。當太陽光照射到P-N結後,空穴由P極區往N極區移動,電子由N極區向P極區移動,形成電流。太陽能取之不盡用之不竭,而且光伏發電的整個過程也特別簡單,不涉及機械運轉,不消耗燃料,不造成污染,沒有噪音。光伏發電也是一種最具可持續性發展的再生能源,不像風力發電等具有很強的局限性。總結一下,光伏發電大概有一下幾個優點:太陽能取之不盡,用之不竭。照射到地球上的太陽能要比我們消耗的能量大6000多倍,能量來源極其豐富。在地球上只要有光照射的地方就可以使用光伏發電系統,受限制的因素比較少。能量輸送線路短。因為太陽能隨處可得,所以我們可以選擇就近供電,避免了長距離輸電線造成的電能損失。光伏發電能量轉換過程簡單。
10. 光伏發電系統由哪些部分構成其作用分別是什麼
離網型光伏發電系統組成:
典型的光伏發電系統主要由光伏陣列、充放電控制器、儲能裝備或逆變器、負載等組成。其構成如圖所示。
光照射到光伏陣列上,光能轉變成電能,光伏陣列的輸出電流由於受環境影響,因此是不穩定的,需要經過DC-DC轉換器將其轉變成穩定的電流後,才能載入到蓄電池上,對蓄電池充電,蓄電池再對負載供電。如果是並網售電,則不需要蓄電池,而是通過並網逆變器,將直流電流轉換成交流電流,並到電網上進行出售。也就是說,離網型光伏發電系統必須使用到蓄電池儲能,而並網型則不一定需要。
控制系統對光伏陣列的輸出電壓和電流進行實時采樣,判斷光伏發電系統是否工作在最大功率點上,然後根據跟蹤演算法,改變PWM信號的占空比,進而控制光伏陣列的輸出電壓使其工作點向最大功率點逼近。在蓄電池過充過放控制模塊中,當蓄電池電壓充電或放電到一定的設定值後,就會自動關閉或打開。
光伏陣列組件
光伏發電系統利用以光電效應原理製成的光伏陣列組件將太陽能直接轉換為電能。光伏電池單體是用於光電轉換的最小單元,一個單體產生的電壓大約為0.45V,工作電流約為20~25mA/cm2,將光伏電池單體進行串、並聯封裝後,就成了光伏電池陣列組件。
當受到光線照射的太陽能電池接上負載時,光生電流流經負載,並在負載兩端建立起端電壓,這時太陽能電池的工作情況可以用下圖所示的太陽能電池負載特性曲線來表示。它表明在確定的日照強度和溫度下,光伏電池的輸出電壓和輸出電流以及輸出功率之間的關系,簡稱I-V特性和P-V特性。從圖中可以看出,光伏發電系統的特性曲線具有強烈的非線性,既非恆壓源也非恆流源。從其P-V特性曲線可以看出,在日照強度一定的前提下,其輸出功率近似於一個開口向下的拋物線。該拋物線頂點對應的功率即為該日照強度下的P-V曲線的最大功率點,對應的電壓稱為最大功率點電壓。為了提高光伏發電系統的轉化效率,就必須使系統保持運行在P-V曲線最大功率點附近。
光伏電池陣列的幾個重要技術參數:
1)短路電流(Isc):在給定日照強度和溫度下的最大輸出電流。
2)開路電壓(Voc):在給定日照強度和溫度下的最大輸出電壓。
3)最大功率點電流(Im):在給定日照強度和溫度下相應於最大功率點的電流。
4)最大功率點電壓(Um):在給定日照和溫度下相應於最大功率點的電壓。
5)最大功率點功率(Pm):在給定日照和溫度下太陽能電池陣列可能輸出的最大功率。
DC-DC轉換器
光伏電池板發出的電能是隨著天氣、溫度、負載等變化而不斷變化的直流電能,其發出的電能的質量和性能很差,很難直接供給負載使用。需要使用電力電子器件構成的轉換器,也就是DC-DC轉換器,將該電能進行適當的控制和變換,變成適合負載使用的電能供給負載或者電網。電力電子轉換器的基本作用是把一個固定的電能轉換成另一種形式的電能進行輸出,從而滿足不同負載的要求。它是光伏發電系統的關鍵組成成分,一般具備有幾種功能:最大功率點追蹤、蓄電池充電、PID自動控制、直流電的升壓或降壓以及逆變。
DC-DC轉換器輸出電壓和輸入電壓的關系通過控制開關的通斷時間來實現的,這個控制信號可以由PWM信號來完成。主要工作原理是保持通斷周期(T)不變,調節開關的導通持續時間來控制電壓。D為PWM信號的占空比。
根據輸入和輸出的不同形式,可將電力電子轉換器分為四類,即AC-DC轉換器、DC-AC轉換器、DC-DC轉換器和AC-AC轉換器。在離網型光伏發電系統中採用的是DC-DC轉換器。
DC-DC轉換器,其工作原理是通過調節控制開關,將一種持續的直流電壓轉換成另一種(固定或可調)的直流電壓,其中二極體起續流的作用,LC電路用來濾波。DC-DC轉換電路可以分為很多種,從工作方式的角度來看,可以分為:升壓式、降壓式、升降壓式和庫克式等。
降壓式轉換器(BuckConverter)是一種輸出電壓等於或小於輸入電壓的單管非隔離直流轉換器;升降壓式變換器(Buck-BoostConverter)轉換電路的主要架構由PWM控制器與一個變壓器或兩個獨立電感組合而成,可產生穩定的輸出電壓。當輸入電壓高於目標電壓時,轉換電路進行降壓;當輸入電壓下降至低於目標電壓時,系統可以調整工作周期,使轉換電路進行升壓動作;而升壓式轉換器(BoostConverter)是輸出電壓高於輸入電壓的單管不隔離直流轉換器,所用的電力電子器件及元件和Buck轉換器相同,兩者的區別僅僅是電路拓撲結構不同。
蓄電池
在獨立運行的光伏發電系統中,儲能裝置是必不可少的。現在可選的儲能方法有很多,如電容器儲能、飛輪儲能、超導儲能等,但是從方便、可靠、價格等綜合因素來考慮,大多數大中型的光伏發電系統都使用了免維護式的鉛酸蓄電池作為系統的儲能裝置。
但選用鉛酸蓄電池也有不足之處,它比較昂貴,初期投資能夠佔到整個發電系統的1/4到1/2,而蓄電池又是整個系統中較薄弱的環節,因此如果管理不當,會使蓄電池提前失效,增加整個系統的運營成本。
光伏控制模塊
光伏控制模塊以單片機為控制中心,為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓,快速、平穩、高效地為蓄電池充電。並在它充電過程中減少蓄電池的損耗,盡量延長蓄電池的使用壽命,同時保護蓄電池免受過充電和過放電的危害。如果用戶使用的是直流負載,通過太陽能控制器可以為負載提供穩定的直流電(由於受天氣等外界因素的影響,太陽電池陣列發出的直流電的電壓和電流不是很穩定),同時也通過控制感測器電路(光控、聲控等)來實現全自動開關燈功能。
單片機的主要工作是將電流採集電路和電壓採集電路採集到的電流、電壓進行運算比較,然後通過MPPT演算法來調節PWM的占空比D,使光伏陣列組件工作在最大功率點處。
離網型逆變器
住宅用的離網型光伏發電系統因為部分負載是交流負載,因此還需要離網型逆變器,把光伏組件發出的直流電變成交流電給交流負載使用。光伏離網型逆變器與光伏並網型逆變器在主電路結構上沒有較大區別,主要區別在光伏並網型逆變器需要考慮並網後與電網的運行安全。也就是同頻;同相;抗孤島等控制特殊情況的能力。而光伏離網型逆變器就不需要考慮這些因數。
為了提高離網型光伏發電系統的整體性能,保證電站的長期穩定運行,逆變器的性能指標非常重要。
離網型光伏發電系統的應用:
離網型光伏發電系統廣泛應用於偏僻山區、無電區、海島、通訊基站和路燈等應用場所。