1、光伏是什么?
光伏(Photovoltaic):是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)(Solar power system)的簡(jiǎn)稱,是一種利用太陽(yáng)電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng),將太陽(yáng)光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)有獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種方式。
2、光伏如何發(fā)電?
光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽(yáng)申池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。
光伏發(fā)電的主要具體原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。光子照射到金屬上時(shí),它的能量可以被金屬中某個(gè)電子全部吸收,電子吸收的能量足夠大,能克服金屬內(nèi)部引力做功,離開金屬表面逃逸出來(lái),成為光電子。硅原子有4個(gè)外層電子,如果在純硅中摻入有5個(gè)外層電子的原子如磷原子,就成為N型半導(dǎo)體;若在純硅中摻入有3個(gè)外層電子的原子如硼原子,形成P型半
導(dǎo)體,當(dāng)P型和N型結(jié)合在一起時(shí),接觸面就會(huì)形成申勢(shì)差,成為大陽(yáng)能電池。當(dāng)大陽(yáng)光照
射到P-N結(jié)后,空穴由P極區(qū)往N極區(qū)移動(dòng),電子由N極區(qū)向P極區(qū)移動(dòng),形成電流。
3、光伏電站系統(tǒng)的組成?
光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏組件、光伏逆變器、直流匯流箱、直流配電柜、交流匯流箱或配電柜、升壓變壓器、光伏支架以及一些測(cè)試、 監(jiān)控、防護(hù)等附屬設(shè)施構(gòu)成。部分系統(tǒng)還有儲(chǔ)能蓄電池、光伏控制器等。
(1)、光伏組件
光伏組件也叫光伏電池板,是光伏發(fā)電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的核心部件,也是光伏發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽(yáng)光的輻射能量轉(zhuǎn)換為直流電能,并通過(guò)光伏逆變器轉(zhuǎn)換為交流電為用戶供電或并網(wǎng)發(fā)電。
(2)、光伏逆變器
光伏逆變器的主要功能是把光伏組件輸出的直流電能盡可能多的轉(zhuǎn)換成交流電能,提供給電網(wǎng)或者用戶使用。光伏逆變器按運(yùn)行方式不同,可分為并網(wǎng)逆變器和離網(wǎng)逆變器。并網(wǎng)逆變器用于并網(wǎng)運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。離網(wǎng)逆變器用于獨(dú)立運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。
(3)、直流匯流箱
直流匯流箱主要是用在幾百千瓦以上的光伏發(fā)電系統(tǒng)中,其用途是把光伏組件方陣的多路直流輸出電纜集中輸入、分組連接到直流匯流箱中,并通過(guò)直流匯流箱中的光伏專用熔斷器、直流斷路器、電涌保護(hù)器及智能監(jiān)控裝置等的保護(hù)和檢測(cè)后,匯流輸出到光伏逆變器。直流匯流箱的使用,大大簡(jiǎn)化了光伏組件與逆變器之間的連線,提高了系統(tǒng)的可靠性與實(shí)用性,不僅使線路連接井然有序,而且便于分組檢查和維護(hù)。當(dāng)光伏方陣局部發(fā)生故障時(shí),可以局部分離檢修,不影響整體發(fā)電系統(tǒng)的連續(xù)工作,保證光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)揮最大效能。
(4)、直流配電柜
大型的光伏發(fā)電系統(tǒng),除了采用許多個(gè)直流匯流箱外,還要用若干個(gè)直流配電柜作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中二、三級(jí)匯流之用。直流配電柜主要是將各個(gè)直流匯流箱輸出的直流電纜接入后再次進(jìn)行匯流,然后輸出再與并網(wǎng)逆變器連接,有利于光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝、操作和維護(hù)。
(5)、交流配電柜與匯流箱
交流配電柜是在光伏發(fā)電系統(tǒng)中連接在逆變器與交流負(fù)載或公共電網(wǎng)之間的電力設(shè)備,它的主要功能是對(duì)電能進(jìn)行接收、調(diào)度、分配和計(jì)量,保證供電安全,顯示各種電能參數(shù)和監(jiān)測(cè)故障。交流匯流箱一般用在組串式逆變器系統(tǒng)中,主要作用是把多個(gè)逆變器輸出的交流電經(jīng)過(guò)二次集中匯流后送入交流配電柜中。
(6)、升壓變壓器
升壓變壓器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中主要用于將逆變器輸出的低壓交流電(0.4kV)升壓到與并網(wǎng)電壓等級(jí)相同的中高壓電網(wǎng)中(如10kV、35kV、110kV、220kV 等),通過(guò)高壓并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電能的遠(yuǎn)距離傳輸。小型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)基本都是在用戶側(cè)直接并網(wǎng),自發(fā)自用、余電直接饋入0.4kV低壓電網(wǎng),故不需要升壓環(huán)節(jié)。光伏發(fā)電系統(tǒng)用的升壓變壓器主要為單相或三相變壓器,一般有干式和油浸式兩種。
(7)、光伏支架
光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用的光伏支架主要有固定傾角支架、傾角可調(diào)支架和自動(dòng)跟蹤支架幾種。目前,在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中,以固定傾角支架和傾角可調(diào)支架的應(yīng)用最為廣泛。
(8)、光伏發(fā)電系統(tǒng)附屬設(shè)施
光伏發(fā)電系統(tǒng)的附屬設(shè)施包括系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)控和檢測(cè)系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)等。監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)是全面監(jiān)控光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,包括光伏組件的運(yùn)行狀況,逆變器的工作狀態(tài),光伏方陣的電壓、電流數(shù)據(jù),發(fā)電輸出功率,電網(wǎng)電壓頻率以及太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)等,并可以通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程連接進(jìn)行監(jiān)控,通過(guò)計(jì)算機(jī)、手機(jī)等終端設(shè)備獲得數(shù)據(jù)。
(9)、儲(chǔ)能蓄電池
儲(chǔ)能蓄電池主要用于離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和帶儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中,其作用主要是存儲(chǔ)光伏電池發(fā)出的電能,并可隨時(shí)向負(fù)載供電。光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)蓄電池的基本要求是:自放電率低,使用壽命長(zhǎng),充電效率高,深放電能力強(qiáng),工作溫度范圍寬,少維護(hù)或免維護(hù)以及價(jià)格低廉。
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