光伏系统设计与工程培训—光伏系统的组成部分

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1、光伏系统设计与工程培训光伏系统的组成部分2008BPSunOasis光伏系统的组成部分典型的光伏系统典型的光伏系统包括以下组成部分：•光伏组件阵列•附加的电力来源(互补系统)•储能蓄电池(离网系统&并网光伏系统示意图并网系统)•充电控制器(离网系统&并网系统)2008BPSunOasis2光伏系统的组成部分典型的光伏系统•逆变器•交流与直流相关器•熔断器与断路器•导体(电缆与导线)•安装支架•远程监控设备离网光伏系统示意图2008BPSunOasis3光伏系统的组成部分附加的电力来源•可采用多种不同电力来源•主要用于互补系统•包括光伏组件、蓄电池、风力发电

2、机、柴油或液化气发电机以及公共电网•电力能量主要来自于光伏部分•对于没有公共电网的地区，采用互补系统可获得最大程度的连续电力•增加了整个系统的复杂程度2008BPSunOasis4光伏系统的组成部分蓄电池•可采用不同类型不同电压的蓄电池•通常采用VRLA阀控铅酸免维护蓄电池(FloodedLead-Acid,ValveRegulatedlead-Acid)，镉镍电池NiCd•通过串联蓄电池得到需要的电压•再并联蓄电池以满足容量需求•决定蓄电池选择的因素•负载工作电压•负载的容量–Ah2008BPSunOasis5光伏系统的组成部分蓄电池•荷电状态(SOC)

3、–蓄电池中留存的能量(Ah)的百分比•放电深度(DOD)-蓄电池释放的能量(Ah)的百分比•自给天数–蓄电池可维持负载工作的天数•放电率或充电率–•C-xx充电率–以该充电电流充电，蓄电池将在‘xx’小时被完全充满。例如:50Ah的蓄电池,C-10充电率对应的充电电流为5Amps•循环寿命(Cyclelife)–蓄电池在其使用寿命结束前能够提供的最大的充-放电循环次数2008BPSunOasis6光伏系统的组成部分蓄电池•正负极板发生的化学反应•放电期间-正极活性物质PbO与负极活性物质海绵状铅Pb与电2解液H2SO4进行化学反应生产PbSO4，引起H2S

4、O4减少，并在正极板上生成H2O，引起电解液比重降低。•充电期间-正极板上PbSO氧化成PbO，负极板上PbSO还原424成海绵状铅，同时生成H2SO4，并消耗水。2008BPSunOasis7光伏系统的组成部分蓄电池•易形成酸分层•充电率低，放电深度大，长期处于欠充状态•导致蓄电池底部酸浓度高于顶部酸浓度•负极板底部硫酸盐化，正极板腐蚀和膨胀，寿命缩短•易形成大结晶•长期小电流充电易形成较大PbSO颗粒4•转换为PbO的效率会降低2•大颗粒减小了PbSO的有效面积，加速极板的极化42008BPSunOasis8光伏系统的组成部分蓄电池•高充电电压设置引起

5、的失效•日超充足时，易产生过充，引起其寿命缩短•常工作于低荷电状态•充电不足或负载超常规放电，也易使蓄电池长期工作在低荷电状态，使得寿命降低2008BPSunOasis9光伏系统的组成部分充电控制器•离网系统或互补系统中使用的电气设备•保护蓄电池避免过充电与过放电•提高蓄电池的使用寿命•提高负载的使用效益主要类型:•ShuntControl–蓄电池充满时,把光伏组件阵列的输出分流到内部电阻或功率模块上，以热的形式消耗掉。一般适用于小型、低功率系统。2008BPSunOasis10光伏系统的组成部分充电控制器•Series/Relaycontrol–当蓄电池

6、电压到达设定值,PV阵列与蓄电池断开连接(PV组件处于开路状态)。适用于小型系统。•Multistagecontroller–充电电流根据蓄电池的荷电状态(SOC)而改变,例如，低SOC时提供大充电电流，蓄电池接近满充状态时则减小充电电流。满充状态下小充电电流会有益于蓄电池。•PulsedChargeController–通过控制高频快速的脉冲电流对蓄电池进行充电。蓄电池接近满充状态时将减小脉冲的宽度。充电控制器的选择:•控制器的工作电压需要与系统电压相匹配•依据光伏阵列及负载的最大电流2008BPSunOasis11光伏系统的组成部分充电控制器•Seri

7、es/Relaycontrol–当蓄电池电压到达设定值,PV阵列与蓄电池断开连接(PV组件处于开路状态)。适用于小型系统。•Multistagecontroller–充电电流根据蓄电池的荷电状态(SOC)而改变,例如，低SOC时提供大充电电流，蓄电池接近满充状态时则减小充电电流。满充状态下小充电电流会有益于蓄电池。•PulsedChargeController–通过控制高频快速的脉冲电流对蓄电池进行充电。蓄电池接近满充状态时将减小脉冲的宽度。低SOC状态充电脉冲高SOC状态充电脉冲2008BPSunOasis12光伏系统的组成部分铅酸蓄电池常见充电控制方法

8、•恒流充电–开始充电电流偏小，充电后期电流偏大，整个充电过程时间长