【正文】 900V – 考慮溫度變化對(duì)組件的輸出端影響，溫度升高時(shí)， SMU的開(kāi)路電壓下降，溫度降低時(shí) SMU的開(kāi)路電壓上升。 45 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ?日平均風(fēng)速，日極大風(fēng)速，日最大風(fēng)速 BAPV安裝的光伏組件的支架的抗風(fēng)安全性； BIPV安裝的光伏幕墻，屋頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)件的建筑安全性。 ? 所以在現(xiàn)場(chǎng)考察的時(shí)候，則需要測(cè)量附近的相關(guān)遮擋物體高度，繪制現(xiàn)場(chǎng)的簡(jiǎn)單的陰影分布圖，以便于在后續(xù)設(shè)計(jì)的時(shí)候選擇合理的安裝位置，或者是對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行一定的改造。對(duì)安裝地點(diǎn)的考察可避免后續(xù)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些錯(cuò)誤發(fā)生。在日照較弱或陰天時(shí)則停止跟蹤。 7 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 光伏系統(tǒng)基本分類 ? 按接入 公共電網(wǎng) 的方式 (并網(wǎng)光伏系統(tǒng)、 獨(dú)立光伏系統(tǒng)） ? 按 儲(chǔ)能裝置 的有無(wú)（ 帶有儲(chǔ)能裝置系統(tǒng)、 不帶儲(chǔ)能裝置系統(tǒng)） ? 按 負(fù)荷形式 （直流系統(tǒng)、 交流系統(tǒng)、 交直流混合系統(tǒng)） ? 按系統(tǒng) 裝機(jī)容量 （小型系統(tǒng) ≤20kW、 20kW﹤ 中型系統(tǒng) ≤ 100 kW、大型系統(tǒng) ﹥ 100kW） ? 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)是否通過(guò) 上級(jí)變壓器向主電網(wǎng)饋電 （ 逆流、非逆流） ? 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)按其在電網(wǎng)中的 并網(wǎng)位置 （集中并網(wǎng)、分散并網(wǎng)系統(tǒng)） 8 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 系統(tǒng)分類 ? 離網(wǎng)系統(tǒng)（獨(dú)立系統(tǒng)） 作為一個(gè)獨(dú)立電源，帶儲(chǔ)能裝置（如蓄電池），不與公共電網(wǎng)連接 ? 并網(wǎng)系統(tǒng) 不帶任何儲(chǔ)能裝置，電能輸出端與公共電網(wǎng)連接，發(fā)電直接匯流到電網(wǎng)，也可以說(shuō)公共電網(wǎng)作為收集系統(tǒng) ? 混合系統(tǒng) 與公共電網(wǎng)連接，同時(shí)帶有儲(chǔ)能裝置。光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范與案例分析 鄭壽森 博士 副教授 中山大學(xué)太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 順德中山大學(xué)太陽(yáng)能研究院 2 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 主要內(nèi)容 ? 光伏系統(tǒng)概述 ? 光伏系統(tǒng)分類 ? 光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì) ? 光伏系統(tǒng)接入 3 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 光伏系統(tǒng)概述 ? 光伏發(fā)電原理 太陽(yáng)電池作為一種發(fā)電的器件，主要是通過(guò) 光伏效應(yīng) 實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能到電能的直接轉(zhuǎn)換。 ? 分布式能源系統(tǒng)（離網(wǎng)或并網(wǎng)） 光伏與風(fēng)電、水電、柴油發(fā)電機(jī)組組成一個(gè)發(fā)電系統(tǒng) 9 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 太陽(yáng)能 方 陣 控 制 器 蓄 電 池 DC 負(fù)載 逆 變 器 AC 負(fù)載 簡(jiǎn)單離網(wǎng)型太陽(yáng)能光伏系統(tǒng) 10 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 并網(wǎng)逆變器 電網(wǎng) 遙測(cè) Modem 太陽(yáng)能方陣 簡(jiǎn)單并網(wǎng)光伏系統(tǒng) 11 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 混合光伏系統(tǒng)（ 離網(wǎng)） 12 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 混合光伏系統(tǒng)（ 并網(wǎng)） 13 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 混合光伏系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)： ? 相對(duì)于單一的使用太陽(yáng)能作為系統(tǒng)的能源供應(yīng)，混合光伏系統(tǒng)可以綜合多種能源的優(yōu)勢(shì)，更好地利用可再生能源； ? 相對(duì)于單獨(dú)使用燃油的發(fā)電機(jī)，采用光伏 燃油混合供電系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的燃料效率更 高，因?yàn)榭梢允沟冒l(fā)電機(jī)工作在較好的狀態(tài)，提高燃油使用率； ? 采用混合光伏系統(tǒng)，提高了供電的可靠性，同時(shí)也減少了對(duì)負(fù)載使用的相關(guān)限制，可更有彈性地使用相關(guān)負(fù)載。 跟蹤式相比于固定式，在相同日照條件下，光伏陣列效率提高達(dá) 20~30%。尤其是對(duì)于現(xiàn)在發(fā)展迅速的光伏建筑一體化項(xiàng)目，對(duì)光伏系統(tǒng)安裝位置的客觀限制比較多，對(duì)實(shí)地建筑的考察非常有必要； ? 對(duì)于整個(gè)光伏系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)備布局及設(shè)備安裝形成一個(gè)初步的估計(jì)，一方面可以形成比較準(zhǔn)確的光伏系統(tǒng)初始安裝成本估計(jì)，另一方面在光伏系統(tǒng)的設(shè)備布置上，例如光伏逆變器的安放地點(diǎn)，交直流電纜的走線地點(diǎn)和安裝方式等，與業(yè)主進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)協(xié)商，達(dá)成初步一致意見(jiàn)，避免盲目設(shè)計(jì)造成以后的分歧。 38 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ?周?chē)矬w產(chǎn)生的陰影的影響 合適的間距有賴于緯度、時(shí) 間以及附近高的物體的高度 39 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ?陰影影響 ?建筑物本身的天線、冷卻塔、欄桿等是否會(huì)對(duì)光伏陣列造成陰影； ?周邊的高大樹(shù)木、建筑物等是否會(huì)對(duì)光伏陣列造成影響； ?周邊的建筑規(guī)劃是否有更高大的建筑物會(huì)對(duì)光伏陣列造成影響。 46 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 相關(guān)建筑信息收集 ?建筑內(nèi)的防雷接地布置； ?建筑內(nèi)的電氣布置，如橋架的布局、配電房的位置等； ?收集相關(guān)的結(jié)構(gòu)圖紙； ?了解業(yè)主相關(guān)要求。 53 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 組件和逆變器的匹配 Ⅲ 2. 組件串聯(lián)后的 MPPT工作電壓必須在逆變器規(guī)定的范圍內(nèi) 逆變器的 MPPT工作電壓范圍 ? SMA Sunny Mini Central 5000A 246V～ 480V ? SolarMax 50C 430V～ 800V ? Siemens SINVERT 200MS 450V～ 750V – 需要考慮溫度變化對(duì)組件的輸出端影響，溫度升高時(shí)，SMU的工作電壓下降，溫度降低時(shí) SMU的工作電壓下降 54 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 組件和逆變器的匹配 Ⅲ ?說(shuō)明 ? 左圖為 Suntech的多晶硅組件。 ? 由于這種和公用電網(wǎng)的交互運(yùn)行模式，使得并網(wǎng)光伏系統(tǒng)通常不需要安裝儲(chǔ)能裝置，因此并網(wǎng)光伏系統(tǒng)也就不存在光伏系統(tǒng)容量選擇和蓄電池容量設(shè)計(jì)的問(wèn)題， 光伏系統(tǒng)的容量選擇取決于光伏系統(tǒng)投資的大小。同時(shí)，太陽(yáng)能光伏組件需要有一定的韌性，在一定風(fēng)荷載作用時(shí)能允許有一定的變形，而這種變形不會(huì)影響到太陽(yáng)能光伏組件的正常工作。 ? 對(duì)于本身不透光的晶體硅太陽(yáng)電池而言，在制作光伏組件時(shí)也可以采用雙層玻璃封裝，同時(shí)可以通過(guò)調(diào)整太陽(yáng)電池片之間的間隔空隙來(lái)調(diào)整光伏組件的透光量。組串逆變器是基于光伏逆變器模塊化概念基礎(chǔ)上的，每個(gè)光伏組串（通常 1kW5kW）通過(guò)一個(gè)光伏逆變器，該光伏逆變器在直流端具有最大功率峰值跟蹤功能，在交流端并聯(lián)并網(wǎng)。 ?其主要優(yōu)點(diǎn)是： –減少了組件的相互串并聯(lián)的線纜長(zhǎng)度，尤其是直流主電纜的長(zhǎng)度，可降低成本。 并網(wǎng)系統(tǒng)分類： 84 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 工頻逆變結(jié)構(gòu) 85 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 高頻逆變結(jié)構(gòu) 86 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 孤島效應(yīng) 發(fā)生孤島效應(yīng)時(shí)的供電狀態(tài) 87 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 孤島效應(yīng)一般會(huì)對(duì)人或者設(shè)備造成不利影響，應(yīng)及時(shí)有效地防止。 光伏陣列的輸出電壓要高于電網(wǎng)的峰值電壓 ， 或者使用 DCDC的升壓器 。 ? 光伏逆變器對(duì)工作的環(huán)境溫度有一定要求，目前，很多國(guó)外光伏逆變器廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品對(duì)環(huán)境溫度的耐受性已經(jīng)比較好，通?？梢赃_(dá)到 20℃ ～ +40℃ ，或者 0℃ ～ +50℃ 。 ? 通風(fēng) 一些大型并網(wǎng)逆變器由于發(fā)熱較大，通常有通風(fēng)要求。 2％，短時(shí)不超過(guò) 177。 7％時(shí)， 2S內(nèi)光伏系統(tǒng)必須停止向負(fù)載供電，滿足 GB/T199392022的。 100 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 并網(wǎng)逆變器的通訊監(jiān)測(cè)手段 ? 目前，隨著太陽(yáng)能光伏逆變器技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，大部分光伏逆變器已經(jīng)具有了多種通訊監(jiān)測(cè)功能。 （ 2）每 10秒鐘采集一次光伏逆變器的數(shù)據(jù)，包括直流端功率、電流、電壓；交流端功率、電流、電壓；每 10秒鐘收集一次輻照儀、風(fēng)速傳感器、環(huán)境溫度傳感器、組件溫度傳感器的數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)防雷和接地 115 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ?接地系統(tǒng) –交流系統(tǒng)建議采用 TNS系統(tǒng)。 –所有電氣設(shè)備正常不帶電金屬外殼均應(yīng)可靠接地。 監(jiān)控系統(tǒng)主要功能 113 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 遠(yuǎn)程監(jiān)視 （ 1）通過(guò) Inter遠(yuǎn)程監(jiān)控。 ? 由安裝在太陽(yáng)能并網(wǎng)光伏逆變器上的 LCD液晶顯示屏上觀察到光伏并網(wǎng)逆變器的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)（包括光伏陣列的直流輸入電壓和電流、并網(wǎng)光伏逆變器交流輸出的電壓和電流、輸出功率、電網(wǎng)電壓、頻率等）以及出現(xiàn)故障時(shí)相應(yīng)的故障代碼和提示信息。 ，過(guò) /欠頻率保護(hù)在 2S內(nèi)斷開(kāi)光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)的聯(lián)接，符合 GB/T199392022的 。 ? 恢復(fù)并網(wǎng) ? 光伏系統(tǒng)停止向電網(wǎng)送電后，光伏系統(tǒng)在電網(wǎng)的電壓和頻率恢復(fù)正常范圍后（ 20S～ 5Min可調(diào)）向公用電網(wǎng)送電。目前，先進(jìn)的太陽(yáng)能光伏逆變器都配置有高性能濾波電路，使得并網(wǎng)光伏逆變器交流輸出的電能質(zhì)量很高，能夠滿足各項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)公共電網(wǎng)的電能質(zhì)量的各項(xiàng)要求，不會(huì)對(duì)公共電網(wǎng)的電能質(zhì)量造成污染。 ? 環(huán)境濕度一般指的是相對(duì)濕度。 不適用 DCDC轉(zhuǎn)換的設(shè)備可以采用高頻； 減輕光伏逆變器的整體重量； 減小光伏逆變器的整體體積 。 當(dāng)有許多光伏并網(wǎng)系統(tǒng)同時(shí)向公共電網(wǎng)供電時(shí)，發(fā)生孤島效應(yīng)的機(jī)率也隨之增加。 –在有些情況下可以省略匯線盒，降低成本。它的主要優(yōu)點(diǎn)是不受光伏組件組串與組串之間模塊性能的差異，降低了光伏陣列周?chē)年幱皩?duì)于系統(tǒng)輸出的影響，同時(shí)還減少了光伏組件最佳工作點(diǎn)與光伏逆變器不匹配的情況，從而提高了逆變器的轉(zhuǎn)換效率，增加了光伏系統(tǒng)的發(fā)電量。 65 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 非晶硅半透明組件 晶體硅雙玻光伏組件 66 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 晶體硅 薄 膜 太陽(yáng)電池 類型 單晶、多晶 非晶硅 碲化鎘 銅銦鎵硒 HIT 電池最高效率 24% 13% 16% % 22% 太陽(yáng)電池 組件效率 13%～ 18% 6~8% 7~10% 8~11% 15～16% 柔性電池組件 沒(méi)有 有 沒(méi)有 有 可能有 穩(wěn)定性 非常好 衰減較大， 特別是早期 接觸衰減 暫未發(fā)現(xiàn)