【正文】 900V – 考慮溫度變化對組件的輸出端影響，溫度升高時， SMU的開路電壓下降，溫度降低時 SMU的開路電壓上升。 45 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ?日平均風速，日極大風速，日最大風速 BAPV安裝的光伏組件的支架的抗風安全性； BIPV安裝的光伏幕墻，屋頂等結構件的建筑安全性。 ? 所以在現場考察的時候，則需要測量附近的相關遮擋物體高度，繪制現場的簡單的陰影分布圖，以便于在后續(xù)設計的時候選擇合理的安裝位置，或者是對周邊環(huán)境進行一定的改造。對安裝地點的考察可避免后續(xù)光伏系統(tǒng)設計的一些錯誤發(fā)生。在日照較弱或陰天時則停止跟蹤。 7 太陽能系統(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 的方式 (并網光伏系統(tǒng)、 獨立光伏系統(tǒng)） ? 按 儲能裝置 的有無（ 帶有儲能裝置系統(tǒng)、 不帶儲能裝置系統(tǒng)） ? 按 負荷形式 （直流系統(tǒng)、 交流系統(tǒng)、 交直流混合系統(tǒng)） ? 按系統(tǒng) 裝機容量 （小型系統(tǒng) ≤20kW、 20kW﹤ 中型系統(tǒng) ≤ 100 kW、大型系統(tǒng) ﹥ 100kW） ? 并網光伏系統(tǒng)是否通過 上級變壓器向主電網饋電 （ 逆流、非逆流） ? 并網光伏系統(tǒng)按其在電網中的 并網位置 （集中并網、分散并網系統(tǒng)） 8 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 系統(tǒng)分類 ? 離網系統(tǒng)（獨立系統(tǒng)） 作為一個獨立電源，帶儲能裝置（如蓄電池），不與公共電網連接 ? 并網系統(tǒng) 不帶任何儲能裝置，電能輸出端與公共電網連接，發(fā)電直接匯流到電網，也可以說公共電網作為收集系統(tǒng) ? 混合系統(tǒng) 與公共電網連接，同時帶有儲能裝置。光伏系統(tǒng)設計規(guī)范與案例分析 鄭壽森 博士 副教授 中山大學太陽能系統(tǒng)研究所 順德中山大學太陽能研究院 2 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 主要內容 ? 光伏系統(tǒng)概述 ? 光伏系統(tǒng)分類 ? 光伏系統(tǒng)設計 ? 光伏系統(tǒng)接入 3 太陽能系統(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 太陽電池作為一種發(fā)電的器件，主要是通過 光伏效應 實現太陽能到電能的直接轉換。 ? 分布式能源系統(tǒng)（離網或并網） 光伏與風電、水電、柴油發(fā)電機組組成一個發(fā)電系統(tǒng) 9 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 太陽能 方 陣 控 制 器 蓄 電 池 DC 負載 逆 變 器 AC 負載 簡單離網型太陽能光伏系統(tǒng) 10 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 并網逆變器 電網 遙測 Modem 太陽能方陣 簡單并網光伏系統(tǒng) 11 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 混合光伏系統(tǒng)（ 離網） 12 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 混合光伏系統(tǒng)（ 并網） 13 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 混合光伏系統(tǒng)的優(yōu)點： ? 相對于單一的使用太陽能作為系統(tǒng)的能源供應，混合光伏系統(tǒng)可以綜合多種能源的優(yōu)勢，更好地利用可再生能源； ? 相對于單獨使用燃油的發(fā)電機，采用光伏 燃油混合供電系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的燃料效率更 高，因為可以使得發(fā)電機工作在較好的狀態(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，同時也減少了對負載使用的相關限制，可更有彈性地使用相關負載。 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 20~30%。尤其是對于現在發(fā)展迅速的光伏建筑一體化項目，對光伏系統(tǒng)安裝位置的客觀限制比較多，對實地建筑的考察非常有必要； ? 對于整個光伏系統(tǒng)的系統(tǒng)設備布局及設備安裝形成一個初步的估計，一方面可以形成比較準確的光伏系統(tǒng)初始安裝成本估計，另一方面在光伏系統(tǒng)的設備布置上，例如光伏逆變器的安放地點，交直流電纜的走線地點和安裝方式等，與業(yè)主進行現場協(xié)商，達成初步一致意見，避免盲目設計造成以后的分歧。 38 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ?周圍物體產生的陰影的影響 合適的間距有賴于緯度、時 間以及附近高的物體的高度 39 太陽能系統(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、欄桿等是否會對光伏陣列造成陰影； ?周邊的高大樹木、建筑物等是否會對光伏陣列造成影響； ?周邊的建筑規(guī)劃是否有更高大的建筑物會對光伏陣列造成影響。 46 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 相關建筑信息收集 ?建筑內的防雷接地布置； ?建筑內的電氣布置，如橋架的布局、配電房的位置等； ?收集相關的結構圖紙； ?了解業(yè)主相關要求。 53 太陽能系統(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 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組件的輸出端影響，溫度升高時，SMU的工作電壓下降，溫度降低時 SMU的工作電壓下降 54 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 組件和逆變器的匹配 Ⅲ ?說明 ? 左圖為 Suntech的多晶硅組件。 ? 由于這種和公用電網的交互運行模式，使得并網光伏系統(tǒng)通常不需要安裝儲能裝置，因此并網光伏系統(tǒng)也就不存在光伏系統(tǒng)容量選擇和蓄電池容量設計的問題， 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，太陽能光伏組件需要有一定的韌性，在一定風荷載作用時能允許有一定的變形，而這種變形不會影響到太陽能光伏組件的正常工作。 ? 對于本身不透光的晶體硅太陽電池而言，在制作光伏組件時也可以采用雙層玻璃封裝，同時可以通過調整太陽電池片之間的間隔空隙來調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上的，每個光伏組串（通常 1kW5kW）通過一個光伏逆變器，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。 ?其主要優(yōu)點是： –減少了組件的相互串并聯(lián)的線纜長度，尤其是直流主電纜的長度，可降低成本。 并網系統(tǒng)分類： 84 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 并網逆變器的拓撲結構 工頻逆變結構 85 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 高頻逆變結構 86 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 孤島效應 發(fā)生孤島效應時的供電狀態(tài) 87 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 孤島效應一般會對人或者設備造成不利影響，應及時有效地防止。 光伏陣列的輸出電壓要高于電網的峰值電壓 ， 或者使用 DCDC的升壓器 。 ? 光伏逆變器對工作的環(huán)境溫度有一定要求，目前，很多國外光伏逆變器廠家生產的產品對環(huán)境溫度的耐受性已經比較好，通?？梢赃_到 20℃ ～ +40℃ ，或者 0℃ ～ +50℃ 。 ? 通風 一些大型并網逆變器由于發(fā)熱較大，通常有通風要求。 2％，短時不超過 177。 7％時， 2S內光伏系統(tǒng)必須停止向負載供電，滿足 GB/T199392022的。 100 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 并網逆變器的通訊監(jiān)測手段 ? 目前，隨著太陽能光伏逆變器技術的不斷發(fā)展與更新，大部分光伏逆變器已經具有了多種通訊監(jiān)測功能。 （ 2）每 10秒鐘采集一次光伏逆變器的數據，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、風速傳感器、環(huán)境溫度傳感器、組件溫度傳感器的數據。 系統(tǒng)防雷和接地 115 太陽能系統(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)。 –所有電氣設備正常不帶電金屬外殼均應可靠接地。 監(jiān)控系統(tǒng)主要功能 113 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 遠程監(jiān)視 （ 1）通過 Inter遠程監(jiān)控。 ? 由安裝在太陽能并網光伏逆變器上的 LCD液晶顯示屏上觀察到光伏并網逆變器的各項運行參數（包括光伏陣列的直流輸入電壓和電流、并網光伏逆變器交流輸出的電壓和電流、輸出功率、電網電壓、頻率等）以及出現故障時相應的故障代碼和提示信息。 ，過 /欠頻率保護在 2S內斷開光伏系統(tǒng)與電網的聯(lián)接，符合 GB/T199392022的 。 ? 恢復并網 ? 光伏系統(tǒng)停止向電網送電后，光伏系統(tǒng)在電網的電壓和頻率恢復正常范圍后（ 20S～ 5Min可調）向公用電網送電。目前，先進的太陽能光伏逆變器都配置有高性能濾波電路，使得并網光伏逆變器交流輸出的電能質量很高，能夠滿足各項國家標準對公共電網的電能質量的各項要求，不會對公共電網的電能質量造成污染。 ? 環(huán)境濕度一般指的是相對濕度。 不適用 DCDC轉換的設備可以采用高頻； 減輕光伏逆變器的整體重量； 減小光伏逆變器的整體體積 。 當有許多光伏并網系統(tǒng)同時向公共電網供電時，發(fā)生孤島效應的機率也隨之增加。 –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，降低了光伏陣列周圍的陰影對于系統(tǒng)輸出的影響，同時還減少了光伏組件最佳工作點與光伏逆變器不匹配的情況，從而提高了逆變器的轉換效率，增加了光伏系統(tǒng)的發(fā)電量。 65 太陽能系統(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 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 晶體硅 薄 膜 太陽電池 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% 太陽電池 組件效率 13%～ 18% 6~8% 7~10% 8~11% 15～16% 柔性電池組件 沒有 有 沒有 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