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离网太阳能光伏发电系统的几种形式
根据用电负载的特点,对离网光伏发电系统还可细分为下列几种形式:
1. 无蓄电池的直流光伏发电系统
无蓄电池的直流光伏发电系统的特点是:用电负载是直流负载,对负载使用时间没有要求,负载主要在白天使用。太阳能电池与用电负载直接连接,有阳光时就发电供负载使用,无阳光时就停止工作。系统不需要使用控制器,也没有蓄电池等的储能装置。无蓄电池的直流光伏发电系统的优点是:省去了能量通过控制器,以及在蓄电池的存储和释放过程中造成的损失,提高了太阳能利用效率。这种系统较典型的应用是太阳能光伏水泵。
2. 有蓄电池的直流光伏发电系统
有蓄电池的直流光伏发电系统由太阳能电池、充放电控制器、蓄电池以及直流负载等组成。有阳光时,太阳能电池将光能转换为电能供负载使用,并同时向蓄电池存储电能。夜间或阴雨天时,则由蓄电池向负载供电。这种系统应用广泛,小到太阳能草坪灯、庭院灯,大到远离电网的移动通信信号塔、微波中转站、边远地区农村供电等。当系统容量和负载功率较大时,就需要配备太阳能电池方阵和蓄电池组了。
3. 交流光伏发电系统
交流光伏发电系统与直流光伏发电系统相比,系统多了一个交流逆变器,用以把直流电转换成交流电,为交流负载提供电能。
4. 交、直流混合光伏发电系统
交、直流混合光伏发电系统既能为直流负载供电,也能为交流负载供电。
5. 市电互补型光伏发电系统
市电互补型光伏发电系统,就是在独立光伏发电系统中以太阳能光伏发电为主,以普通220V交流电补充电能为辅。这样光伏发电系统中太阳能电池和蓄电池的容量都可以设计得小一些,基本上是当天有阳光,当天就用太阳能发的电,边防哨所风光互补发电系统多少钱,遇到阴雨天时就用市电能量进行补充。这种形式即减小了太阳能光伏发电系统的一次性投资,又有显著的节能减排效果,是太阳能光伏发电在现阶段推广和普及过程中的一个过渡性的好办法。
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分布式太阳能光伏发电系统的特点
分布式光伏发电系统特指在用户场地附近建设,边防哨所风光互补发电系统厂家,运行方式以用户侧自发自用为主、多余电量上网,且以配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。
光伏方阵通常安装在建筑物屋顶及其附属场地,也可以是在用电设施附近的地面或相应的架构上。单个项目的容量通常不超过20MW,光伏电力一般接入10kV以下的配电网,可弥补大电网稳定性的不足,在发生意外时能继续供电,成为集中供电的重要补充。这类光伏系统有很多优点。
1. 太阳电池方阵可以安装在建筑物上,不必占用宝贵的土地资源。
2. 可以实现就近供电,不需要长距离输送,减少了线路损耗。一般不需另建配电站,降低了附加的输/配电成本。
3. 由于各系统相互独立,可自行控制,避免发生大规模停电事故,安全性高。同时夏天用电量大时,正好发电量大,调峰性能好,操作简单,启停快速,便于实现全自动运行。
4. 由于电力可以随时输入电网或由电网供电,光伏发电系统不必配备储能装置,从而不但节省了投资,还可以避免维护和更换蓄电池的麻烦。
5. 由于不受蓄电池容量的限制,光伏发电系统所发电力可以全部得到利用。
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如何确定太阳能光伏方阵的理想倾角?
对于离网光伏发电系统,情况比较复杂,早期有些文献提出以当地设计月份(指水平面上太阳辐照量较弱的月份,在北半球通常为12月)得到较大太阳辐照量所对应的角度作为方阵的倾角。其实这是不恰当的,因为这样往往会使夏天时方阵面上接收到的太阳辐照量削弱太多。
也有些文献提出光伏方阵的安装倾角等于当地纬度,或当地纬度加上5°~15°。实际上,即使纬度相同的两个地方,其太阳辐照量及其组成也往往相差很大,如我国的拉萨和重庆地区纬度基本相同(仅差0.05°),而水平面上的太阳辐照量却要相差一倍以上。
确定离网光伏发电系统方阵的理想倾角,首先要区分不同类型负载的情况。
均衡性负载供电的独立光伏发电系统方阵的理想倾角,要综合考虑方阵面上接收到太阳辐照量的均衡性和极大性等因素,经过反复计算,在满足负载用电要求的条件下,比较各种不同倾角所需配置的光伏方阵和蓄电池容量的大小,之后才能得到既符合要求的蓄电池维持天数及又能使所配置的光伏方阵容量较小所对应的方阵倾角。计算发现,即使其他条件都一样,由于倾角不同,各个月份方阵面上太阳辐照量的分布情况各异,对于不同的蓄电池维持天数,要求的系统累计亏欠量不一样,其相应的方阵理想倾角也不一定相同。
对于季节性负载,非常典型的是光控太阳能照明系统,这类系统的负载每天工作时间时间随着季节而变化,其特点是以自然光线的强弱来决定负载工作时间的长短。冬天时负载耗电量大,因此设计时要重点考虑冬季,使方阵面上在冬季得到的辐照量趋大,所以所对应的理想倾角应该比为均衡性负载供电方阵的倾角大。
总之,方阵安装倾角总的规律是:对于同一地点,并网光伏发电系统的方阵倾角较小,边防哨所风光互补发电系统,其次是为均衡负载供电的离网光伏发电系统,而为光控负载供电的离网光伏发电系统,冬天耗电量大,通常方阵的合理倾角也比较大。
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