在光照條件下,太陽電池組件產生一定的電動勢,通過組件的串并聯形成太陽能電池方陣,使得方陣電壓達到系統輸入電壓的要求。再通過充放電控制器對蓄電池進行充電,將由光能轉換而來的電能貯存起來。
晚上,蓄電池組為逆變器提供輸入電,通過逆變器的作用,將直流電轉換成交流電,輸送到配電柜,由配電柜的切換作用進行供電。蓄電池組的放電情況由控制器進行控制,保證蓄電池的正常使用。光伏電站系統還應有限荷保護和防雷裝置,以保護系統設備的過負載運行及免遭雷擊,維護系統設備的安全使用。
1、太陽能板
太陽能電池板是太陽能光伏系統中的核心部分,太陽能電池板的作用是將太陽的光能轉化為電能后,輸出直流電存入蓄電池中。太陽能電池板是太陽能光伏系統中最重要的部件之一,其轉換率和使用壽命是決定太陽電池是否具有使用價值的重要因素。
2、控制器
太陽能控制器是由專用處理器CPU、電子元器件、顯示器、開關功率管等組成。
3、蓄電池
蓄電池的作用是在有光照時將太陽能電池板所發出的電能儲存起來,到需要的時候再釋放出來。
4、逆變器
太陽能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能,需要將太陽能光伏系統所發出的直流電能轉換成交流電能,因此需要使用DC-AC逆變器。
1、獨立光伏發電系統
獨立光伏發電也叫離網光伏發電。主要由太陽電池組件、控制器、蓄電池組成,若要為交流負載供電,還需要配置交流逆變器,獨立光伏電站包括邊遠地區的村莊供電系統、太陽能戶用電源系統、通信信號電源、陰極保護、太陽能路燈等各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發電系統。
2、并網光伏發電系統
并網光伏發電就是太陽能組件產生的直流電經過并網逆變器轉換成符合市電電網要求的交流電之后直接接入公共電網。可以分為帶蓄電池的并網光伏發電系統和不帶蓄電池的并網光伏發電系統,帶有蓄電池的并網光伏發電系統具有可調度性,可以根據需要并入或退出電網,還具有備用電源的功能,當電網因故停電時可緊急供電;帶有蓄電池的光伏并網發電系統常常安裝在居民建筑;不帶蓄電池的并網光伏發電系統不具備可調度性和備用電源的功能,一般安裝在較大型的系統上。
3、分布式光伏發電系統
分布式光伏發電系統又可分為集中式大型并網光伏電站和分布式光伏系統。集中式大型并網光伏電站的主要特點是能將所發電直接輸送到電網,由電網統一調配向用戶供電。這種電站投資大、建設周期長、占地面積大。而分布式光伏系統,有投資小、建設快、占地面積小、政策支持力度大等優點。
1、廣泛性
太陽光照射地球表面,不限地域,無論陸地、海洋、高山或是平地,都可以開發利用,雖然照射時間和強度不同,但其分布廣泛,不會因為地域或天氣等原因無法獲取。
2、無限性和可持續性
根據目前太陽產生的核能速率估算,氫的貯量足夠維持上百億年。在生態污染愈加嚴峻的今天,太陽能資源取之不盡用之不竭,是一種真正可再生的清潔能源。
3、安裝地點靈活
建筑物的屋頂開闊,擁有不受建筑物朝向影響、接受光照時間長、最大程度避免陰影干擾等優勢。光伏發電不僅能夠安裝在住宅設施屋頂上,也能夠安裝在工業規模的設施中,通過太陽能發電獲取電能來滿足建筑物內的用電需求。在鄉村振興領域,屋頂分布式光伏技術的發展也可有效解決縣域地區的用電問題。
4、綠色環保
光伏發電本身不消耗燃料,不排放包括溫室氣體和其他廢氣在內的任何物質,不污染空氣,不產生噪聲。
5、提高國家能源穩定性
通過光伏發電,人們可以減少對化石燃料發電的依賴,有效避免能源危機或燃料市場不穩定而造成的沖擊,從而提高國家能源安全性。
6、運維成本低
光伏發電無機械傳動部件,運行穩定可靠。一套光伏發電系統只要有太陽能電池組件就能發電,加之自動控制技術的廣泛運用,基本上可實現無人值守,維護成本低。
1、能量供應不穩定
光伏發電量會受到季節變化、天氣情況、晝夜交替以及太陽輻射強度的影響。長期的雨雪天、陰天甚至云層的變化都會影響光伏發電,當沒有太陽的時候就不能發電或者發電量很小,會影響用電設備的正常使用。
2、占地面積廣
由于太陽光照射的能量分布密度小,這導致光伏發電大規模應用時,設備占地面積相對其他發電設備較大。集中式地面光伏電站動輒占地上千畝。
3、地域依賴性強
由于地理位置不同,氣候不同,各地區日照資源相差很大。部分光能資源豐富地區距離用電負荷中心較遠,且當地經濟欠發達,消納能力弱,需要通過輸電網遠距離集中外送,導致光伏發電產生的能量不可避免地出現損耗。
4、并非所有建筑物都能安裝光伏系統
有些屋頂實在太狹窄,找不到空間來建造光伏方陣。另一些則被遮擋,無法獲得產生足夠能量所需的陽光。雖然有像陰影優化器和追蹤軸這樣的技術來緩解這些問題,但也只能有限的提升一些項目收益。
5、電能儲存成本高
儲能電池是光儲系統中最昂貴的組件。并不是所有的光伏系統都需要電池,但當在電網中斷的場景下,電池就成為必須的了。同樣的,需要備用電源的企事業單位,也需要這些儲能電池。
6、前期投入大
安裝一套光伏系統是昂貴的——至少在前期是如此。一個普通家庭每月的電費大概100~300元,如果在住宅屋頂安裝20KW的光伏系統需要支出8萬元左右的費用。一個生產型企業如果在車間屋頂安裝500KW分布式光伏發電系統需要的費用是175萬左右。
1、太陽電池組件的效率,太陽電池的效率在不斷提高,太陽能光伏電池主流的材料是硅,因此硅材料的轉化率一直是制約整個產業進一步發展的重要因素。
2、太陽輻射量,在電池組件的轉換效率一定的情況下,光伏發電系統的發電量是由太陽的輻射強度決定的。
3、太陽電池組件的傾斜角度,對于傾斜面上的太陽輻射總量及太陽輻射的直散分離原理。
4、組合損失,凡是串連就會由于組件的電流差異造成電流損失;凡是并連就會由于組件的電壓差異造成電壓損失;組合損失可以達到8%以上,中國工程建設標準化協會標準規定小于10%。
5、組件遮擋包括灰塵遮擋、積雪遮擋、雜草、樹木、電池板及其他建筑物等遮擋,遮擋會降低組件接收到的輻射量,影響組件散熱,從而引起組件輸出功率下降,還有可能導致熱斑。
6、溫度特性,溫度上升1℃,晶體硅太陽電池:最大輸出功率下降0.04%,開路電壓下降0.04%(-2mv/℃),短路電流上升0.04%。為了避免溫度對發電量的影響,應該保持組件良好的通風條件。
7、線路損失,系統的直流、交流回路的線損要控制在5%以內。為此,設計上要采用導電性能好的導線,導線需要有足夠的直徑。施工不允許偷工減料。系統維護中要特別注意接插件以及接線端子是否牢固。
8、控制器、逆變器效率,控制器的充電、放電回路壓降不得超過系統電壓的5%。并網逆變器的效率目前都大于95%,但是這是有條件的。
9、例行維護檢修是電站必須進行的工作,安排好檢修計劃可以減少損失電量。電站應結合自身情況,合理制定檢修時間,同時應提升檢修的工作效率,減少電站因正常維護檢修而損失的發電量。
10、光伏發電系統中設備故障停機直接影響電站的發電量,如逆變器以上的交流設備若發生故障停機,那么造成的損失電量將是巨大的。另外,設備雖然在運行但是不在最佳性能狀態運行,也會造成電量損失。
1、擬建地面積大,土地成本低,盡量能整塊提供大于等于1000畝。
2、擬建地附近有生產生活設施齊全,生活用電、用水、用氣方便。
3、擬建地附近用電負荷較大,利于就地消納光伏發電。
4、擬建地附近有變電站或輸電線路,并有備用間隔或有條件輸出光伏發電。
5、擬建地附近居民成分簡單,社會治理穩定,政府辦事效率較高,地上附著物不多或將來賠償較少。
6、擬建地政府對新能源產業,特別是光伏發電產業的支持力度。
7、擬建地附近歷年來無地震、水災、風災等較大自然災害,地質結構穩定。
8、擬建地地勢平緩,土質結構穩定。
9、擬建地附近上風口無大型冶煉、化工、火電、石化等產生大量粉塵和煙霧等污染性企業。
10、光熱條件,也就是說日照量比較充足,不可以有長期的陰天,雨雪天氣,陽光要炙熱強烈。
1、有獨立屋頂或者屋頂產權清晰
2、屋頂有足夠的光照
電站一般安裝在朝南屋面,這樣才能更好地保證每天有足夠的光照;再者,樹木、電線桿、女兒墻等等外在障礙物也會影響太陽光線,安裝前都需要考慮到這些因素。
3、屋頂有足夠的面積
屋頂面積是比較直觀的一個因素,粗略估算,3KW系統安裝面積在22~35㎡左右,4KW系統在30~50㎡左右,5KW系統在45~60㎡左右。
4、屋頂有足夠的承重能力
屋頂承重問題是光伏電站設計初期必須考慮到的問題。目前,我國大多數分布式光伏發電項目是在現有屋頂上建設完成的,考慮到屋面的結構、年限等不確定因素,作為項目申報的必備條件,需要針對屋頂的承載能力出具復核報告,以確保前期的施工及后期的安全運營。
光伏發電一般是20~35年的使用壽命時間,這個要看加裝電站所用的材料,自由選擇高質量高規格的材料建光伏電站,用于的壽命會長很多。建光伏電站要找專業人士操作者,不然有可能影響電站的發電效率和使用壽命。