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光伏系统定义(光伏设备)

光伏系统定义(光伏设备)

光伏系统是指利用太阳能光电转换原理,将太阳能转化为直流电能的设备。光伏系统包括太阳能电池、光伏控制器、直流负载和储能设备等组成部分。光伏系统的核心是太阳能电池,它是利用光电效应将太阳辐射能转化为电能的设备。

光伏系统的工作原理是,当太阳辐射照射到太阳能电池上时,光子与太阳能电池中的半导体材料相互作用,激发出电子。这些电子被捕获并形成电流,从而产生电能。光伏控制器用于控制光伏系统的工作状态,确保太阳能电池的输出电压和电流符合负载的需求。

直流负载是光伏系统的电能使用部分,它可以是直接供电的设备,如灯具、通风设备等,也可以是充电设备,如手机、电动车等。储能设备则用于储存光伏系统产生的电能,通常采用蓄电池或电池组形式。即使太阳能电池无法直接供电,也可以通过储能设备使用光伏系统产生的电能。

光伏系统的优势在于可再生、环保、可靠、安全等特点。光伏系统的能源来源即太阳能是无穷尽的,不会受到能源短缺的限制。光伏系统不会产生污染物和温室气体排放,对环境友好。由于光伏系统不依赖电网,因此具有较强的可靠性和自主性。光伏系统的安全性较高,无需担心触电等安全问题。

随着科技的进步和环保意识的提高,光伏系统的应用范围越来越广泛。光伏系统已广泛应用于家庭、工业、农业等各个领域,为人们提供清洁能源,促进可持续发展。随着科技的不断创新,光伏系统将发挥更重要的作用,成为解决能源危机和环境问题的重要途径。

光伏系统定义(光伏设备)

光伏(Photovoltaic):是太阳能光伏发电系统(Solar power system)的简称,是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。

太阳能光伏发电系统分类,一种是集中式,如大型西北地面光伏发电系统;一种是分布式(以>6MW为分界),如工商企业厂房屋顶光伏发电系统,民居屋顶光伏发电系统。

光伏被定义为射线能量的直接转换。在实际应用中通常指太阳能向电能的转换,即太阳能光伏。它的实现方式主要是通过利用硅等半导体材料所制成的太阳能电板,利用光照产生直流电,比如我们日常生活中随处可见的太阳能电池。光伏技术具备很多优势:

比如没有任何机械运转部件;除了日照外,不需其它任何“燃料”,在太阳光直射和斜射情况下都可以工作;而且从站址的选择来说,也十分方便灵活,城市中的楼顶、空地都可以被应用。自1958年起,太阳能光伏效应以太阳能电池的形式在空间卫星的供能领域首次得到应用。

时至今日,小至自动停车计费器的供能、屋顶太阳能板,大至面积广阔的太阳能发电中心,其在发电领域的应用已经遍及全球。

太阳能是一种快速增长的能源形式,太阳能市场在过去十年中也取得了长足发展。据资料,按年均太阳能系统装机容量计算,全球太阳能市场复合年均增长率达47.4%,从2003年的598MW增长至2007年的2826MW。

预测到2012年,年均太阳能系统装机容量可能进一步增至9917MW,而整个太阳能行业的销售额可能从2007年的172亿美元增长至2012年的395亿美元。这种增长势头在很大程度上要归功于全球快速增加的市场需求、日益提高的上网电价和各种政府鼓励措施。

分布式光伏定义

1分布式光伏发电

特指在用户场地附近建设,运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网,且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则,充分利用当地太阳能资源,替代和减少化石能源消费。2分布式光伏发电特指采用光伏组件

将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,它倡导就近发电,就近并网,就近转换,就近使用的原则,不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。

应用最为广泛的分布式光伏发电系统,是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目必须接入公共电网,与公共电网一起为附近的用户供电。

分布式光伏发电具有以下特点:

一是输出功率相对较小。一般而言,一个分布式光伏发电项目的容量在数千瓦以内。与集中式电站不同,光伏电站的大小对发电效率的影响很小,因此对其经济性的影响也很小,小型光伏系统的投资收益率并不会比大型的低。二是污染小,环保效益突出。分布式光伏发电项目在发电过程中,没有噪声,也不会对空气和水产生污染。三是能够在一定程度上缓解局地的用电紧张状况。分布式光伏发电的能量密度相对较低,每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100瓦,再加上适合安装光伏组件的建筑屋顶面积有限,不能从根本上解决用电紧张问题。

四是可以发电用电并存。大型地面电站发电是升压接入输电网,仅作为发电电站而运行;而分布式光伏发电是接入配电网,发电用电并存,且要求尽可能地就地消纳。

分不式光伏发电的影响:

1、对电网规划产生影响。分布式光伏的并网,加大了其所在区域的负荷预测难度,改变了既有的负荷增长模式。大量的分布式电源的接入,使配电网的改造和管理变得更为复杂。2、不同的并网方式影响各不相同。离网运行的分布式光伏对电网没有影响;并网但不向电网输送功率的分布式光伏发电会造成电压波动;并网并且向电网输送功率的并网方式,会造成电压波动并且影响继电保护的配置。3、对电能质量产生影响。分布式光伏接入的重要影响是造成馈线上的电压分布改变,其影响的大小与接入容量、接入位置密切相关。光伏发电一般通过逆变器接入电网,这类电力电子器件的频繁开通和关断,容易产生谐波污染。

光伏太阳能电池原理

太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置。光生伏特效应的基本过程:假设光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被接纳,具有足够能量的光子可以在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起,致使产生电子-空穴对。界面层临近的电子和空穴在复合之前,将经由空间电荷的电场作用被相互分别,电子向带正电的N区而空穴向带负电的P区运动。

经由界面层的电荷分别,将在P区和N区之间将形成一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说,开路电压的典型数值为0.5~0.6V。经由光照在界面层产生的电子-空穴对越多,电流越大。界面层接纳的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大。太阳能电池板的优点:

1、太阳能资源取之不尽,用之不竭。

2、绿色环保。光伏发电本身不需要燃料,没有二氧化碳的排放,不污染空气。不产生噪音。

3、应用范围广。只要能获得光照的地方就可以使用太阳能发电系统,它不受地域、海拔等因素制约。

4、无机械转动部件,操作、维护简单,运行稳定可靠。一套光伏系统只要有太阳,电池组件就会发电,加之现在均采用自动控制数,基本不用人工操作。

5、太阳电池生产材料丰富:硅材料储量丰富,地壳丰度在氧元素之后,列第二位,达到26%之多。

以上内容参考:

百度百科-太阳能发电原理

光伏发电系统分类

光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统和分布式光伏发电系统。(1)独立光伏发电系统

独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、充放电控制器、蓄电池组

成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。

(2)并网光伏发电系统

并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合电网要求的交

流电之后直接接人公共电网。

1)按是否具备调度性分为:带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。

带有蓄电池的并网发电系统:具有可调度性,可以根据需要并人或退出电网,还具有

备用电源的功能,当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安

装在居民建筑中。

不带蓄电池的并网发电系统:不具备可调度性和备用电源的功能,一般安装在较大型

的系统上。

2)按规模分为:集中式大型并网光伏电站和分散式小型并网光伏电站。

集中式大型并网光伏电站: - -般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到

电网,由电网统- - 调配向用户供电。具有电站投资大、建设周期长、占地面积大的特点。

分散式小型并网光伏电站:特别是光伏建筑- - 体化光伏电站,具有投资小、建设快、

占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网光伏发电的主流电站。

并网光伏系统组成:主要由光伏电池组件、并网逆变器、公共电网、监控系统组成。

(3)分布式光伏发电系统

分布式光伏发电系统,又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现

场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,

或者同时满足这两个方面的要求。

分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直

流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装

置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下,光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能

转换输出的电能,经过直流汇流箱集中送人直流配电柜,由并网逆变器逆变成交流电供给

建筑自身负载,多余或不足的电力通过连接电网来调节。

光伏设备

光伏发电需要设备:光伏组件、光伏逆变器、汇流箱、控制柜、电缆、光伏储能电池及器件。

1、光伏组件

光伏组件是太阳能发电系统的核心和最关键的部分,它的作用是将太阳能转化为电能,并将其输送到蓄电池中储存,或者用于推动负载工作。2、光伏逆变器

逆变器是一种将光伏发电产生的直流电转换为交流电的装置。在光伏系统中,逆变器扮演着维持平衡的重要角色,可以与一般的交流供电设备配合使用。3、汇流箱

用户可以将一定数量和规格相同的光伏电池串联起来,形成光伏串列,然后将多个光伏串列并联接入光伏汇流箱。在光伏汇流箱内进行汇流后,通过控制器、直流配电柜、光伏逆变器和交流配电柜的配套使用,构建完整的光伏发电系统,并实现与市电的并网。4、控制柜

用于控制整个发电过程中的电流输送,并保护设备等。5、电缆

负责整个发电过程中的电流输送工作。6、光伏储能电池及器件

主要用于减少太阳能光伏发电系统对电力系统的影响,提高系统的稳定性和可靠性。在光伏发电系统中,当太阳能光伏发电系统产生的电能不足以满足负载需求时,储能电池可以及时将多余的电能储存起来,以满足负载的用电需求。

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