| 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng),民用太陽(yáng)能發(fā)電,太陽(yáng)能發(fā)電工程_太陽(yáng)能光伏發(fā)電
太陽(yáng)能光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理,利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能。
不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電,光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池板（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(gòu)成，不涉及機(jī)械部件,所以,光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉,可靠穩(wěn)定壽命長(zhǎng)、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便。
理論上講,光伏發(fā)電技術(shù)可以用于任何需要電源的場(chǎng)合,上至航天器,下至家用電源,大到兆瓦級(jí)電站,小到玩具,光伏電源無(wú)處不在。
國(guó)產(chǎn)晶體硅電池效率在10至13%左右，國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品效率約12至14%。由一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池片組成的太陽(yáng)能電池板稱(chēng)為光伏組件。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組、太陽(yáng)能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或110V，還需要配置逆變器。各部分的作用為：
（一）太陽(yáng)能電池板：太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作。
（二）太陽(yáng)能控制器：太陽(yáng)能控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ�。其他附加功能如光控開(kāi)關(guān)、時(shí)控開(kāi)關(guān)都應(yīng)當(dāng)是控制器的可選項(xiàng)；
（三）蓄電池：一般為鉛酸電池，小微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時(shí)將太陽(yáng)能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來(lái)，到需要的時(shí)候再釋放出來(lái)。
（四）逆變器：太陽(yáng)能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電一般可以用在以下領(lǐng)域：
一、用戶太陽(yáng)能電源：
（1）小型電源10-100W不等，用于邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)如高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等軍民生活用電，如照明、電視、收錄機(jī)等；
（2）3-5KW家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；
（3）光伏水泵：解決無(wú)電地區(qū)的深水井飲用、灌溉。
二、交通領(lǐng)域如航標(biāo)燈、交通/鐵路信號(hào)燈、交通警示/標(biāo)志燈、宇翔路燈、高空障礙燈、高速公路/鐵路無(wú)線電話亭、無(wú)人值守道班供電等。
三、通訊/通信領(lǐng)域：太陽(yáng)能無(wú)人值守微波中繼站、光纜維護(hù)站、廣播/通訊/尋呼電源系統(tǒng)；農(nóng)村載波電話光伏系統(tǒng)、小型通信機(jī)、士兵GPS供電等。
四、石油、海洋、氣象領(lǐng)域：石油管道和水庫(kù)閘門(mén)陰極保護(hù)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)、石油鉆井平臺(tái)生活及應(yīng)急電源、海洋檢測(cè)設(shè)備、氣象/水文觀測(cè)設(shè)備等。
五、家庭燈具電源：如庭院燈、路燈、手提燈、野營(yíng)燈、登山燈、垂釣燈、黑光燈、割膠燈、節(jié)能燈等。
六、光伏電站：10KW-50MW獨(dú)立光伏電站、風(fēng)光（柴）互補(bǔ)電站、各種大型停車(chē)廠充電站等。
七、太陽(yáng)能建筑將太陽(yáng)能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合，使得未來(lái)的大型建筑實(shí)現(xiàn)電力自給，是未來(lái)一大發(fā)展方向。
八、其他領(lǐng)域包括：（1）與汽車(chē)配套：太陽(yáng)能汽車(chē)/電動(dòng)車(chē)、電池充電設(shè)備、汽車(chē)空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等；（2）太陽(yáng)能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng)；（3）海水淡化設(shè)備供電；（4）衛(wèi)星、航天器、空間太陽(yáng)能電站等。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電分為獨(dú)立光伏發(fā)電與并網(wǎng)光伏發(fā)電
獨(dú)立光伏發(fā)電:
獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)也叫離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。主要由太陽(yáng)能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負(fù)載供電，還需要配置交流逆變器。
并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)就是太陽(yáng)能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過(guò)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電這后直接接入公共電網(wǎng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)有集中式大型并網(wǎng)光伏電站一般都是國(guó)家級(jí)電站，主要特點(diǎn)是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。但這種電站投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)、占地面積大，發(fā)展難度相對(duì)較大。而分散式小型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，特別是光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)，由于投資小、建設(shè)快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點(diǎn)，是并網(wǎng)光伏發(fā)電的主流。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)占據(jù)世界能源消費(fèi)的重要席位，不但要替代部分常規(guī)能源，而且將成為世界能源供應(yīng)的主體。預(yù)計(jì)到2030年，可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中將占到30%以上，而太陽(yáng)能光伏發(fā)電在世界總電力供應(yīng)中的占比也將達(dá)到10%以上；到2040年，可再生能源將占總能耗的50%以上，太陽(yáng)能光伏發(fā)電將占總電力的20%以上；到21世紀(jì)末，可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中將占到80%以上，太陽(yáng)能發(fā)電將占到60%以上。這些數(shù)字足以顯示出太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景及其在能源領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略地位。
太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備的作用:
太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)(電站)由太陽(yáng)能電池組、蓄電池組、逆變器和太陽(yáng)能充電控制器組成，可以直接供應(yīng)12V、24V或48V直流，也可提供220V、380V交流供電。
1.太陽(yáng)電池板
太陽(yáng)電池板的作用是將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成直流電，供負(fù)載使用或存貯于蓄電池內(nèi)備用。一般根據(jù)用戶需要，將若干太陽(yáng)電池板按一定方式連接，組成太陽(yáng)能電池方陣，再配上適當(dāng)?shù)闹Ъ芗敖泳�盒組成。
2.充電控制器
充電控制器主要由專(zhuān)用處理器CPU、電子元器件、顯示器、開(kāi)關(guān)功率管等組成。在太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)中，充電控制器的基本作用是為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩(wěn)、高效的為蓄電池充電，并在充電過(guò)程中減少損耗、盡量延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命；同時(shí)保護(hù)蓄電池，避免過(guò)充電和過(guò)放電現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)記錄并顯示系統(tǒng)各種重要數(shù)據(jù)，如充電電流、電壓等。
3.逆變器
逆變器的作用就是將太陽(yáng)能電池方陣和蓄電池提供的低壓直流電逆變成220V或380V交流電，供給交流負(fù)載使用。
4.蓄電池組
蓄電池組是將太陽(yáng)電池方陣發(fā)出的直流電貯存起來(lái), 供負(fù)載使用。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中, 蓄電池處于浮充放電狀態(tài)。白天太陽(yáng)能電池方陣給蓄電池充電,同時(shí)方陣還給負(fù)載用電,晚上負(fù)載用電全部由蓄電池供給。因此, 要求蓄電池的自放電要小, 而且充電效率要高, 同時(shí)還要考慮價(jià)格和使用是否方便等因素。
二、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)顯著特點(diǎn)
1、供電可靠度接近100%，能充分適應(yīng)各種氣象條件；
2、設(shè)備運(yùn)行自動(dòng)控制，能實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守及遠(yuǎn)程監(jiān)控；
3、管理維護(hù)簡(jiǎn)單便利，運(yùn)行費(fèi)用極低；
4、主要部件使用壽命20年以上。
5、一次投資，長(zhǎng)期受益；
三、設(shè)計(jì)原則
太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要用戶與專(zhuān)業(yè)太陽(yáng)能技術(shù)公司配合進(jìn)行，首先用戶需提供確切的使用要求，包括：
1、需要解決的用電電壓、功率；
2、每日工作時(shí)間、連續(xù)陰雨天保障時(shí)間；
3、是否有后備市電電源；
4、系統(tǒng)使用地區(qū)及氣候數(shù)據(jù)；
5、如果是給設(shè)備供電，最好提供設(shè)備的名稱(chēng)、說(shuō)明書(shū)或技術(shù)參數(shù)。
公司接到用戶的使用需求后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初步配置和概算，在設(shè)計(jì)過(guò)程中隨時(shí)與用戶進(jìn)行更確切地溝通，提出合理化建議。
因太陽(yáng)能供電的一次性投入成本較高，在設(shè)計(jì)時(shí)要以經(jīng)濟(jì)實(shí)用為原則，盡可能降低投資，同時(shí)一些關(guān)鍵部件盡可能選擇優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，以延長(zhǎng)整個(gè)系統(tǒng)的工作壽命及提高系統(tǒng)可靠性，減少故障率。
四、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮的因素：
1、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)在哪里使用？該地日光輻射情況如何？
2、負(fù)載功率多大？
3、負(fù)載電壓是多少，直流還是交流？
4、負(fù)載每天需要工作多少小時(shí)？
5、如遇到?jīng)]有日光照射的陰雨天氣，系統(tǒng)需連續(xù)供電多少天？
6、負(fù)載的情況，純電阻性、電容性還是電感性，啟動(dòng)電流多大？
7、系統(tǒng)需求的數(shù)量。
8、系統(tǒng)安裝現(xiàn)場(chǎng)的條件及環(huán)境。
9、用戶所愿承擔(dān)的投資規(guī)模。
|
