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1、研究与试验太阳能屋顶发电系统利用研究王文军内蒙古工业大学能源与动力工程学院[摘要]介绍太阳能屋顶发电系统分类和基本组成部分,以及设计原理公式。根据呼和浩特市居民日常用电量,研究并设计了呼和浩特市太阳能屋顶系统。[关键词]太阳能屋顶研究在人类面临生存环境破坏日益严重和能源力不够时,则由电网供电。这种系统,一般是为危机的今天,如何开发利用环保节能的太阳能光伏系统的发电能力大于负载或发电时间同负屋顶发电配套系统就成了一个焦点话题。太阳荷用电时间不相匹配而设计的。太阳能屋顶发能--作为一种免费、清洁的能源,在太阳能屋顶电系统由于输出的电量受天气和季节的制约,发电建筑中的利用,将关系到可持
2、续发展的战而用电又有时间的区分,为保证电力平衡,一般略,可谓意义深远。均设计成有逆流系统。无逆流系统,则是指光伏太阳能屋顶发电系统越来越被世界各国重系统的发电量始终小于或等于负荷的用电量,视。美国和德国已经相继宣布要建成“百万屋电量不够时由电网提供,即光伏系统与电网形顶”,“千万屋顶”,而且制定了优惠的政策,鼓励成并联向负载供电。这种系统,即使当光伏系统家庭使用和购买。我国的上海市也宣布在若干年由于某种特殊原因产生剩余电能,也只能通过建成“百万屋顶”计划。呼和浩特市位于我国太阳某种手段加以处理或放弃。由于不会出现光伏能丰富地区,应该开展这方面的利用研究。系统向电网输电的情况,所以
3、称为无逆流系统。1太阳能屋顶发电系统的组成太阳能屋顶发电联网光伏系统通常是白天主要由逆变器、控制器、蓄电池组成,其光光伏系统发电量大而负载耗电量小,映上光伏电转换率可达到19%～35%。逆变器是光伏发电系统不发电而负载耗电量大。将光伏系统与电系统的核心部件,负责把直流电转换为交流电网相联,就可将光伏系统白天所发的多余电力以供交流负荷使用。控制器对所发的电能进行“储存”到电网中,待用电时随时取用,省掉了储调节和控制,一方面把调整后的能量送往直流能蓄电池。其工作原理是:太阳能电池方阵在太负载或交流负载,另一方面把多余的能量送往阳光辐照下发出直流电,经逆受器转换为交流蓄电池组储存,当所
4、发的电不能满足负载需要电,供用电器使用系统同时又与电网相联,白天时,控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池将太阳能电池方阵发出的多余电能经联网逆变充满电后,控制器要控制蓄电池不被过充电。当器逆变为符合所接电网电能质量要求的交流电蓄电池所储存的电能放完时,控制器要控制蓄馈入电网,在晚上或阴雨天发电量不足时,由电网电池不被过放电,保护蓄电池,同时并网市政供向太阳能屋顶发电(用户)供电。太阳能屋顶发电联电系统,保证用户的正常用电。网系统所带负载的电压,在我国一般为单向220v太阳能屋顶发电系统并可分为有逆流和无和三相380v,所接入的电网为低压商用电网。逆流两种形式。有逆流系统,是在光
5、伏系统产生典型太阳能屋顶发电联网光伏系统主要由剩余电力时将该电能送人电网,由于是同电网太阳能电池方阵、联网逆变器和控制器等三大的供电方向相反,所以称为逆流,当光伏系统电部分构成。太阳能屋顶发电联网光伏系统光伏农村牧区机械化2004年第1期(总第57期)·35·研究与试验器件的突出特点和优点是与建筑相结合,目前D--负载对太阳能光伏发电系统的依存率=主要有两种形式。一是建筑与光伏系统相结合:1-(备用电源电力的依存率);作为光伏与建筑相结合的第一步,是将现成的R--设计冗余系数R(推算的日照量等受安平板式光伏组件安装在建筑物的屋顶等处,引装环境影响的补正);出端经过逆变和控制装置与
6、电网连接,由光伏K--综合设计系数K(对太阳电池组件输出系统和电网并联向太阳能屋顶发电(用户)供电,偏差的补正,包括线路损失及设备损失等)。多余电力向电网反馈,不足电力向电网取用;二在上式中把消费电能EL用1天的期望发电是建筑与光伏组件相结合:光伏与建筑相结合量EP(kW·h/day)代替,并设标准状态下日照强2的进一步目标,是将光伏器件与建筑材料集成度Gs为1kW/m,依存率D和设计冗余系数R化。把屋顶、向阳外墙、遮阳板甚至窗户等的材皆为1,则上式变为下式料用光伏器件来代替。EP=HA×K×PAS(kW·h/day)(1)太阳能电池容量和负载消耗电量之间的关式中,若已知安装场地
7、的日照量HA,标准太阳能系可用下式表示:电池阵列的输出功率PAS以及综合设计系数K,E×D×R就可以计算出期望发电量。LPAS=(HAIGS)×K2呼和浩特市地区太阳能屋顶设计PAS—标准状态(AM1.5,日照强度为1000W/呼和浩特市位于内蒙古自治区中部,该地2M,太阳能电池单元温度为25℃)下太阳能电池区属于太阳能丰富地区。如果能把丰富的太阳阵列的输出功率(kW);能转化为电能,一方面可以减少常规能源的消HA—某一时期电池阵列所得到的日照量耗,降低煤发电带来的污染;另一方面
