离网太阳能发电系统怎么做?

作者&投稿:独疯 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

离网型光伏发电系统组成:

  典型的光伏发电系统主要由光伏阵列、充放电控制器、储能装备或逆变器、负载等组成。其构成如图所示。

  光照射到光伏阵列上,光能转变成电能,光伏阵列的输出电流由于受环境影响,因此是不稳定的,需要经过DC-DC转换器将其转变成稳定的电流后,才能加载到蓄电池上,对蓄电池充电,蓄电池再对负载供电。如果是并网售电,则不需要蓄电池,而是通过并网逆变器,将直流电流转换成交流电流,并到电网上进行出售。也就是说,离网型光伏发电系统必须使用到蓄电池储能,而并网型则不一定需要。

  控制系统对光伏阵列的输出电压和电流进行实时采样,判断光伏发电系统是否工作在最大功率点上,然后根据跟踪算法,改变PWM信号的占空比,进而控制光伏阵列的输出电压使其工作点向最大功率点逼近。在蓄电池过充过放控制模块中,当蓄电池电压充电或放电到一定的设定值后,就会自动关闭或打开。

光伏阵列组件

  光伏发电系统利用以光电效应原理制成的光伏阵列组件将太阳能直接转换为电能。光伏电池单体是用于光电转换的最小单元,一个单体产生的电压大约为0.45V,工作电流约为20~25mA/cm2,将光伏电池单体进行串、并联封装后,就成了光伏电池阵列组件。

  当受到光线照射的太阳能电池接上负载时,光生电流流经负载,并在负载两端建立起端电压,这时太阳能电池的工作情况可以用下图所示的太阳能电池负载特性曲线来表示。它表明在确定的日照强度和温度下,光伏电池的输出电压和输出电流以及输出功率之间的关系,简称I-V特性和P-V特性。从图中可以看出,光伏发电系统的特性曲线具有强烈的非线性,既非恒压源也非恒流源。从其P-V特性曲线可以看出,在日照强度一定的前提下,其输出功率近似于一个开口向下的抛物线。该抛物线顶点对应的功率即为该日照强度下的P-V曲线的最大功率点,对应的电压称为最大功率点电压。为了提高光伏发电系统的转化效率,就必须使系统保持运行在P-V曲线最大功率点附近。

光伏电池阵列的几个重要技术参数:

  1)短路电流(Isc):在给定日照强度和温度下的最大输出电流。

  2)开路电压(Voc):在给定日照强度和温度下的最大输出电压。

  3)最大功率点电流(Im):在给定日照强度和温度下相应于最大功率点的电流。

  4)最大功率点电压(Um):在给定日照和温度下相应于最大功率点的电压。

  5)最大功率点功率(Pm):在给定日照和温度下太阳能电池阵列可能输出的最大功率。

  DC-DC转换器

  光伏电池板发出的电能是随着天气、温度、负载等变化而不断变化的直流电能,其发出的电能的质量和性能很差,很难直接供给负载使用。需要使用电力电子器件构成的转换器,也就是DC-DC转换器,将该电能进行适当的控制和变换,变成适合负载使用的电能供给负载或者电网。电力电子转换器的基本作用是把一个固定的电能转换成另一种形式的电能进行输出,从而满足不同负载的要求。它是光伏发电系统的关键组成成分,一般具备有几种功能:最大功率点追踪、蓄电池充电、PID自动控制、直流电的升压或降压以及逆变。

  DC-DC转换器输出电压和输入电压的关系通过控制开关的通断时间来实现的,这个控制信号可以由PWM信号来完成。主要工作原理是保持通断周期(T)不变,调节开关的导通持续时间来控制电压。D为PWM信号的占空比。

  根据输入和输出的不同形式,可将电力电子转换器分为四类,即AC-DC转换器、DC-AC转换器、DC-DC转换器和AC-AC转换器。在离网型光伏发电系统中采用的是DC-DC转换器。

  DC-DC转换器,其工作原理是通过调节控制开关,将一种持续的直流电压转换成另一种(固定或可调)的直流电压,其中二极管起续流的作用,LC电路用来滤波。DC-DC转换电路可以分为很多种,从工作方式的角度来看,可以分为:升压式、降压式、升降压式和库克式等。

  降压式转换器(BuckConverter)是一种输出电压等于或小于输入电压的单管非隔离直流转换器;升降压式变换器(Buck-BoostConverter)转换电路的主要架构由PWM控制器与一个变压器或两个独立电感组合而成,可产生稳定的输出电压。当输入电压高于目标电压时,转换电路进行降压;当输入电压下降至低于目标电压时,系统可以调整工作周期,使转换电路进行升压动作;而升压式转换器(BoostConverter)是输出电压高于输入电压的单管不隔离直流转换器,所用的电力电子器件及元件和Buck转换器相同,两者的区别仅仅是电路拓扑结构不同。

  蓄电池

  在独立运行的光伏发电系统中,储能装置是必不可少的。现在可选的储能方法有很多,如电容器储能、飞轮储能、超导储能等,但是从方便、可靠、价格等综合因素来考虑,大多数大中型的光伏发电系统都使用了免维护式的铅酸蓄电池作为系统的储能装置。

  但选用铅酸蓄电池也有不足之处,它比较昂贵,初期投资能够占到整个发电系统的1/4到1/2,而蓄电池又是整个系统中较薄弱的环节,因此如果管理不当,会使蓄电池提前失效,增加整个系统的运营成本。

  光伏控制模块

  光伏控制模块以单片机为控制中心,为蓄电池提供最佳的充电电流和电压,快速、平稳、高效地为蓄电池充电。并在它充电过程中减少蓄电池的损耗,尽量延长蓄电池的使用寿命,同时保护蓄电池免受过充电和过放电的危害。如果用户使用的是直流负载,通过太阳能控制器可以为负载提供稳定的直流电(由于受天气等外界因素的影响,太阳电池阵列发出的直流电的电压和电流不是很稳定),同时也通过控制传感器电路(光控、声控等)来实现全自动开关灯功能。

  单片机的主要工作是将电流采集电路和电压采集电路采集到的电流、电压进行运算比较,然后通过MPPT算法来调节PWM的占空比D,使光伏阵列组件工作在最大功率点处。

  离网型逆变器

  住宅用的离网型光伏发电系统因为部分负载是交流负载,因此还需要离网型逆变器,把光伏组件发出的直流电变成交流电给交流负载使用。光伏离网型逆变器与光伏并网型逆变器在主电路结构上没有较大区别,主要区别在光伏并网型逆变器需要考虑并网后与电网的运行安全。也就是同频;同相;抗孤岛等控制特殊情况的能力。而光伏离网型逆变器就不需要考虑这些因数。

  为了提高离网型光伏发电系统的整体性能,保证电站的长期稳定运行,逆变器的性能指标非常重要。

  离网型光伏发电系统的应用:

  离网型光伏发电系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。



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光伏发电如何并网?
答:逆变器 是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源,而负载是交流负载时,逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式,可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统,为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波...

太阳能发电并网怎么接线?
答:\r\n\r\n在应用太阳能发的电时,实际上是个离网系统,太阳能发电先在蓄电池力储存起来,让后利用蓄电池输出,得到相对稳点的电能。当蓄电池没电时,自动切换到市电。此时,太阳能发电系统跟市电是断开的,这种形式,称之为市电互补的离网系统。如果,用电设备对断电时间没有要求,则可以通过继电器...

太阳能光伏发电系统怎么运作的
答:太阳能发电机由以下三部分组成:太阳电池组件;充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。作为关键部件的太阳电池使用寿命长,晶体硅太阳电池寿命可达到25年以上。光伏系统应用非常广泛,光伏系统应用的基本形式可分为两大类:独立发电系统和并网发电系统...

太阳能发电系统的简易制作?
答:最后,待充足的阳光照射转换后,那么这个时候把电源接到逆变器上就可以点亮家里的照明设备了。 这套系统的灵活性非常高,所以可以任意的增加太阳能发电板和蓄电池组就可以获取更多的能源,电脑,电视,冰箱甚至是空调都可以通过太阳能进行工作了。 目前市面上已经有直接做好的系统。只要买回来安装就...

太阳能并网发电系统系统简介
答:太阳能并网发电系统是一种先进的能源转换装置,其工作原理是通过捕捉太阳辐射的能量,将其转化为电能。这种系统的一大特点在于,它不依赖于传统的蓄电池储能环节,而是通过高效的并网逆变器,直接将产生的电能接入电网。这样做不仅提升了能源利用的效率,也减少了储能设备的使用,体现了现代能源技术的环保理念...

太阳能光伏发电并网原理
答:光伏发电逆变系统的组成 光伏发电系统主要由太阳能电池、主回路、控制电路和负载组成。主回路主要包括DC/DC 电路、DC/AC 电路、滤波器组件。下面主要对于主回路部分的设计做介绍,其中包括主回路的拓扑结构进行分析,介绍一下全桥逆变电路的工作原理以及逆变器模块的选型,以及相关保护的设计。光伏发电逆变...

太阳能发电怎么并网?
答:1、到电力局营业厅申请,填写申请并网表格(家庭申请时需要携带户主身份证和户口本,房产证等相关证件。2、供电部门上门查勘,并在10个工作日内出具个性化的并网方案。3、家庭确认并网方案 4、家庭根据并网方案,进行光伏发电站的详细设计 5、按照相关技术要求购买设备。联系专业人员上门安装 6、家庭提出并网...

太阳能发电怎么做
答:太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。各部分的作用为:(一)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动...

家里太阳能发电怎么做?
答:家庭太阳能电站,根据家庭用电量确定需要购买太阳能光伏组件功率大小、输出电压等参数,蓄电池大小、串并连数量等,逆变器功率大小等。根据组件输出电压确定逆变器输入电压。依据这些在买合适控制器。根据太阳能板放位置定制安装支架。最后连接起来就可以了。太阳能的能源是来自地球外部天体的能源(主要是太阳...

离网太阳能发电系统的设计方法?
答:可参考我写的文章:2-12. 如何设计离网太阳能供电系统 答:首先要明确使用要求:一、先计算负载容量 1.照明用负载容量,2.动力用负载容量,3.加热用负载容量。负载容量就是所有用电器具的电功率乘以用电时间的全部乘积之和。例如:1.照明灯5盏,3盏7瓦的,两盏15瓦的,合计51瓦,每天17点到23点...