光伏系統比較與總結

2021-12-23 15:02:56 字數 2806 閱讀 3976

太陽電池組的效率提公升

在光伏系統中,太陽能電池板是由多個串聯組併聯後形成的。就像節日燈飾一樣,假如串聯中的任何某個電池發生故障,就會導致整個電池組失效。此外,當有區域性陰影或碎礫等遮蔽光伏系統時,這種情況也會發生。

為了解決上述問題,目前太陽能電池板都整合了旁路二極體,從而使電流可以繞過被遮蔽的失效電池板部份。但啟動二極體後,它們可將電流重新路由,即改道繞過失效電池。這樣一來,不僅浪費了受遮蔽電池板的供電潛能,而且會降低整個電池組的總電壓。

解決辦法是採用直流匯流箱,將單個太陽電池板發出的直流電集中收集,再送往大功率的逆變系統。即使中間有電池發生故障也不影響其他太陽電池發電量的收集,從而大大提高電池組的發電量。(目前還有種解決方案是電源管理技術與微型逆變器相結合,微型逆變器即在每塊電池板上都加裝逆變器。

先進的微型優化器技術可大幅改善太陽能發電工業的成本效益和產能。由於具備在太陽能發電的深厚知識、經驗以及可靠的核心技術,美國國家半導體的solar magic技術可監察並優化每塊電池板的發電量,並改善電池板中的電流流向。solar magic體現了美國國家半導體在混合訊號和電源管理的先進演算法領域的領先。

通過採用solar magic技術,太陽能發電系統可挽回50%以上因輸電失配或陰影遮蔽而損失的發電量。微型優化器將智慧型地管理每塊電池板,讓它們可以最佳的功率點去執行,即使串聯電池組內有個別電池板發生故障也不會影響系統的整體效率。

由於太陽能光伏板放置於室外,由於遮擋或老化等因素,會影響實際發電量,往往要比額定發電量低很多。而採用solarmagic技術即可輕鬆提高至少9%的發電量。在採用電源優化器技術和分布式mppt的太陽能電池陣列中,每個電池板連線了乙個電源優化器裝置。

電源優化器進行雙重跟蹤:一方面,它們跟蹤最佳的區域性mpp;另一方面,它們將輸入電壓/電流轉換為不同的輸出電壓/電流,以最大限度提高系統中的能源傳輸。電源優化器以間接的方式互相通訊,它們具有認知和自我組織能力,能檢測自己的電流、電壓環境並自我調整,直到整行達到最佳值,同時在電池板級別達到區域性優化點。

只是現在還沒有市場化,所以沒有大規模採用。)

逆變器效率的提公升

一般逆變器只採用pwm調製技術來把直流電變成交流電,但由於電池組發電量隨著時間的不同、光照強度的變化而變化,利用pwm調製技術來逆變,電能利用率不高。解決辦法是現在逆變器都採用最大功率跟蹤技術(mppt),使逆變器從光伏陣列捕獲更多的能量。同時為了減小變換過程中的功率損耗,逆變器的開關管均使用了igbt,從而使光伏發電系統收益最大化。

在大電流下,igbt具有更低的導通電壓,也就意味著更低的導通損耗。但mosfet的開關速度更快,所以開關損耗比igbt低。因此對於要求更低開關頻率且更大電流的應用來說,選擇igbt更為適合而且具備更低成本優勢。

另一方面,mosfet有能力滿足高頻、小電流應用,特別是那些開關頻率在100khz以上的能量逆變器模組的需要。雖然從器件成本角度看,mosfet比igbt貴,但其處理更高開關頻率的能力將簡化輸出濾波器的磁設計並將顯著縮小輸出電感體積。

太陽能充電控制器的提公升

為了從功率可變的電源(即太陽能電池板)析取出最大的功率,太陽能控制器必須採用mppt。mppt必須首先找到最大功率點並及時調整環境條件,以保持控制器接近最大功率點。

蓄電池組的壽命提公升

蓄電池組受充電次數影響,一般壽命在5~6年左右,如果採用動態mppt技術,壽命更少。解決辦法是用超級電容器代替蓄電池組,相比電池來說,這種超級電容器有以下幾點優勢:

1.電容量大,超級電容器採用活性炭粉與活性炭纖維作為可極化電極,與電解液接觸的而積大大增加,根據電容量的計算公式,兩極板的表而積越大,則電容量越大。因此,一般雙電層電容器容量很容易超過1f,它的出現使普通電容器的容量範圍驟然躍公升了3—4個數量級,目前單體超級電容器的最大電容量可達5000f。

2.充放電壽命很長,可達500000次,或90000小時,而蓄電池的充放電壽命很難超過1000次;可以提供很高的放電電流,如2700f的超級電容器額定放電電流不低於950a,放電峰值電流可達1680a,一般蓄電池通常不能有如此高的放電電流,一些高放電電流的蓄電池在如此高的放電電流下的使用壽命將大大縮短。

3.可以在數十秒到數分鐘內快速充電,而蓄電池在如此短的時間內充滿電將是極危險的或是幾乎不可能的。

4.可以在很大的溫度範圍內正常工作(一40一+70℃),而蓄電池很難在高溫特別是低溫環境下工作;超級電容器用的材料是安全和無毒的,而鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池均具有毒性;而且,超級電容器可以任意併聯使用來增加電容量,如採取均壓措施後,還可以串聯使用。雙電層電容器中,採用活性炭材料製作成多孔電極,同時在相對的碳多孔電極之間充填電解質溶液,當在兩端施加電壓時,相對的多孔電極上分別聚集正負電子,而電解質溶液中的正負離子將由於電場作用分別聚集到與正負極板相對的界而上,從而形成兩個集電層,相當於兩個電容器串聯。

超級電容器也屬於雙電層電容器,它是世界上已投人生產的雙電層電容器中容量最大的一種,其基本原理和其它種類的雙電層電容器一樣,都是利用活性炭多孔電極和電解質組成的雙電層結構獲得超大的容量。超級電容器放電次數可達數萬次乃至數十萬次,就實際水平而言,上海奧威科技的超級電容器已經可以實現充放電20000次:這樣~來,超級電容器在使用壽命上是蓄電池的4—5倍,而**卻僅為其3倍左右,就體現出更具競爭優勢的價效比。

可以數十秒到數分鐘內快速充電,而蓄電池在如此短的時間內充滿電將是極危險的或是幾乎不可能的。

系統的整合優化來提高效率

電池板採用追蹤系統,通過伺服系統精確追蹤太陽,追蹤系統控制可整合進全站控制系統

安保系統

有**監控、照明控制、入侵報警

監控系統

實時資料庫採集、資料庫的建立與便捷的維護、靈活的報警處理、事件順序記錄和事故追憶、畫面生成及顯示、實時和歷史報表、電能量處理及積分電量、遠動功能及遠端診斷功能、具備系統自診斷和自恢復功能、良好的系統開放性與擴充套件性、發電量實時分析、便捷的系統維護和執行管理

多電源管理系統

比如以後加上生物能發電等等。

光伏系統試題

一 選擇題 每題2分,共15題 1 太陽能光伏發電系統的最核心的器件是 c a 控制器 b.逆變器 c 太陽電池 d.蓄電池 2.太陽能光伏發電系統中,a 指在電網失電情況下,發電裝置仍作為孤立電源對負載供電這一現象。a 孤島效應 b.光伏效應 c 充電效應 d.霍爾效應 3.在太陽電池外電路接上負...

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光伏監控系統是統籌光伏系統的太陽能光伏陣列和鉛酸蓄電池模組 儲能單元 的關鍵,也是整個光伏系統的智慧型核心。它不僅控制整個系統的工作狀態,包括太陽能光伏陣列工作狀態和蓄電池充放電的工作狀態,還為系統的可靠執行提供保障,同時建立必要的人機通訊,也為多個光伏系統之間的通訊和管理提供介面,控制較為複雜。3...

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