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第25卷第5期2007年10月
可再生能源
RenewableEnergyResources
Vol.25No.5Oct.2007
太阳电池及其应用技术讲座(五)
光伏发电系统
谢建,马勇刚,廖华,苏庆益,李景天,杨丽娟
650092)
(云南师范大学太阳能研究所,云南昆明
中图分类号:TK511;TM615
文献标志码:B
文章编号:1617-5292(2007)05-0117-04
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太阳能光伏发电系统的分类太阳能光伏发电系统可分为空间用系统和地
化为电能,不经过蓄电池储能,直接通过并网逆变器把电能送上电网(图1).光伏并网发电是当今世界太阳能发电技术发展的主流趋势.
交流电网并网逆变器
面用系统.按运行方式分,地面用光伏系统主要有离网运行系统和并网运行系统两大类.(1)离网运行系统未与公共电网相联接的闭合系统为离网运行系统,主要应用于远离公共电网的无电地区,为公共电网难以覆盖的边远偏僻农村,区,牧海岛的农,,民提供基本生活用电,为通信中牧渔继站,沿海与内河航标,输油输气管道阴极保护,象台站,路道班及边防哨所等特殊场合气公提供电源.根据负载的特点,离网运行系统可分为直流系统,交流系统和交直流混合系统3种.向集中居住的整个地区供电的系统称为集中式光伏发电系统,也称为光伏电站.集中式光伏发电系统为交流系统,由专用场地,专用机房和专用围栏或围墙,专用的小规模电网等组成.在分散居住的地区,每户安装一套供用户单独使用的光伏发电系统称为户用光伏发电系统.户用光伏发电系统的功率一般为200W以下.根据负载的不同,户用系统有直流系统,交流系统和交直流混合系统.(2)并网运行系统与公共电网相联接的光伏发电系统为并网运行系统.这种光伏发电系统和水电站,火电站一样,称为光伏电站.光伏并网运行系统把太阳能转
收稿日期:2007-05-15.作者简介:谢
太阳电池组件
交流负载
图1
并网光伏发电系统
(3)直流总线光伏发电系统和交流总线光伏发电系统直流总线光伏发电系统在逆变器前是直流总线连接,系统只输出直流电.交流总线光伏发电系统设备的电气连接是交流总线(图2).
太阳电池方阵单向逆变器太阳电池方阵单向逆变器
双向逆变器
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双向逆变器
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蓄电池组
蓄电池组
图2
交流总线系统
如图2所示,有太阳时,太阳电池方阵输出的直流电经单向逆变器变为交流电送到交流总线上;双向逆变器从总线上得到交流电,经整流将交流电变为直流电给蓄电池组充电;同时系统通过
建(1955-),男,云南剑川人,教授,硕士研究生导师,从事可再生能源技术研究和教学工作.E-mail:[e-mail]
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交流输出
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可再生能源
交流总线给外电网送电.无太阳时,蓄电池组放电,经双向逆变器逆变成交流电送到交流总线;系统通过交流总线给外电网送电.图5～为太阳电池连接示意图.7
2007,25(5)
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太阳电池组件
3A12V
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太阳电池组件
3A12V
2
光伏发电系统的组成光伏发电系统由太阳电池方阵,蓄电池组,控
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3A24V
制器和逆变器等组成(图3).
太阳电池方阵控制器逆变器交流负载
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图5
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太阳电池组件串联
蓄电池组
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图3光伏发电系统的组成
太阳电池组件
3A12V
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太阳电池组件
3A12V
(1)太阳电池方阵太阳电池方阵是由多块太阳电池组件串联,并联构成的阵列,其作用是将太阳能转换为电能(图4).太阳电池方阵可由若干个单元方阵串联和并联组成.单元方阵由多个太阳电池组件组成,称为子方阵.太阳电池方阵能产生所需要的电压和电流,其功率根据负载设计确定,可达kW级,
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6A12V
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图6
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太阳电池组件并联
MW级.
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太阳电池组件
3A12V
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太阳电池组件
3A12V
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太阳电池组件
3A12V
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太阳电池组件
3A12V
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6A24V
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图7
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太阳电池组件串/并联
同太阳电池组件串联,电压增加,电流不变.样的2个12V,3A光伏组件,串联后得到24V,
3A系统(图5).
图4太阳电池方阵
太阳电池组件并联,电流增加,电压不变.同样的两个12V,3A光伏组件,并联后得到12V,6A系统(图6).为组合24V,6A的方阵,可用4个相同光伏组件串/并联组合(图7).太阳电池组件在方阵中组合时,阴影的存在不仅会减少组件的输出,也将严重地影响整个方阵的输出.二极管是具有单向导电性的半导体器件,只允许电流在一个方向通过.把旁路二极管与组件并联,当组件出现阴影或损坏