【正文】 較好 組件的功率溫度系數(shù) ~%/K ~%/K ~%/K ~%/K ~%/K 弱光響應(yīng)性 較差 好 較好 較好 較好 對(duì)環(huán)境的友好性 好 好 有污染 好 好 各種類型光伏組件的發(fā)電效率與特性比較 67 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 1： 顏色與質(zhì)感 ? 2：強(qiáng)度與抗變形的能力 ? 3：壽命與穩(wěn)定性 ? 4：發(fā)電效率 ? 5：尺寸和形狀 ? 6：組件價(jià)格 ? 7：環(huán)境友好度 68 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 光伏逆變器分類 根據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)的不同，光伏逆變器的分類情況有很多種 : 如從光伏逆變器的逆變技術(shù)方面、輸出的交流相數(shù)、電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、輸出波形等進(jìn)行分類；根據(jù)是否連接上公共電網(wǎng)，可分為并網(wǎng)逆變器（ ongrid）和離網(wǎng)逆變器（offgrid）等。針對(duì)晶體硅太陽(yáng)電池組件和薄膜太陽(yáng)電池組件的相關(guān)電學(xué)和力學(xué)性能要求可以參考： IEC 61215 (202204) 以及 IEC 61646 (202205) 。 58 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)陣列傾角的選擇 ? 與離網(wǎng)型光伏系統(tǒng)不同，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)與公用電網(wǎng)相連接，可以通過(guò)與公用電網(wǎng)的能量交互以解決太陽(yáng)能輻照不足的問(wèn)題，因此，也就不存在由于光伏陣列的傾角選擇不當(dāng)而造成光伏系統(tǒng)供電的季節(jié)性供電不足或者電能浪費(fèi)的問(wèn)題，需要關(guān)心的是采用多大的光伏陣列傾角才能使得太陽(yáng)陣列全年的發(fā)電量最大，所以，我們通常選擇當(dāng)?shù)氐木暥戎底鳛楣夥嚵械膬A角，以獲取最大的太陽(yáng)輻射。 注意：計(jì)算極限溫度下的組件的工作電壓。 ? 晶體硅光伏組件開(kāi)路電壓隨溫度降低而升高。 41 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 安裝地點(diǎn)的氣象資料收集 ? 設(shè)計(jì)之前，須收集光伏系統(tǒng)所在安裝地點(diǎn)的相關(guān)氣象資料，主要包括該地區(qū)的逐月平均的太陽(yáng)總輻射量、直接輻射量以及散射輻射量等，還有該地區(qū)相關(guān)的氣候信息，例如年平均氣溫，年最高、最低氣溫，最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天數(shù)，最大風(fēng)速以及冰雹、降雪等特殊氣象情況等。例如：是否有做夠大的開(kāi)闊地帶用于安裝光伏陣列，光伏陣列離配電室的距離有多遠(yuǎn)等； 33 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 光伏 陣列考慮 美觀：與周邊環(huán)境、顏色等協(xié)調(diào) 設(shè)備安裝 安裝設(shè)備容易進(jìn)入 組件可能的走線位置 配電房的位置 34 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 了解方位角和傾角的選擇的制約因素，如果有足夠的開(kāi)闊地，安裝光伏陣列不受限制，那么可以選擇最佳的方位角和傾角，但是在城市安裝中，工廠周邊的環(huán)境會(huì)有很多限制，了解相關(guān)的制約因素有利于光伏系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)； ? 明確安裝光伏系統(tǒng)中的直流匯流箱、交直流配電柜、光伏逆變器以及各種檢測(cè)儀表的具體安裝位置； ? 因?yàn)閲?guó)家和很多地方政府對(duì)于光伏項(xiàng)目的實(shí)施是有著相應(yīng)的激勵(lì)政策，所以需要了解該光伏項(xiàng)目所在地是否有相應(yīng)的光伏補(bǔ)貼，需要安裝怎樣的光伏系統(tǒng)，才能夠大限度的獲得政府補(bǔ)貼。 ? 從技術(shù)設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本上包括兩個(gè)主要方面： 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)容量設(shè)計(jì) 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)器件選擇 26 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 27 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容 場(chǎng)地調(diào)查 組件選擇 逆變器選擇 組件和逆變器的匹配 系統(tǒng)的電力布置方式 光伏系統(tǒng)其他器件選擇 系統(tǒng)防雷和接地 基本原則 成本控制 質(zhì)量保證 28 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本流程包括： ? 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)前期信息收集； ? 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)容量設(shè)計(jì)； ? 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備選型； ? 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)電力配置。 15 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 并網(wǎng)光伏系統(tǒng) 離網(wǎng)光伏系統(tǒng) 混合供電系統(tǒng) 初始成本 最低 高 高 運(yùn)營(yíng)成本 低 高 高 備用電源 （ 蓄電池 ） 無(wú) 有 有 維護(hù) 幾乎免維護(hù) 需要維護(hù) 維護(hù)較多 負(fù)載匹配 較好 差 較好 噪聲 無(wú) 無(wú) 有 污染 無(wú) 有 有 三種不同應(yīng)用形式的光伏系統(tǒng)比較 16 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 光伏系統(tǒng)分類 光伏陣列安裝與運(yùn)行方式 固定式光伏系統(tǒng) 光伏陣列采用固定安裝方式，光伏組件不隨陽(yáng)光的移動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，這種安裝方式簡(jiǎn)單快捷，光伏支架部分的成本較低，但由于光伏組件固定不動(dòng)，不能隨陽(yáng)光的移動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)法保證獲取到最大的陽(yáng)光輻射，所以發(fā)電量相對(duì)偏低。只要陽(yáng)光不斷，就不斷有電流產(chǎn)生。 4 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 能量使用部分 光伏系統(tǒng)的負(fù)載等 系統(tǒng)平衡部分 主要包括 光伏控制器、光伏逆變器、匯流箱、 交直流配電柜、交直流電纜、 蓄電池 等 能量產(chǎn)生部分 主要包括光伏組件陣列等 光伏系統(tǒng)組成及能量流程圖 5 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 光伏發(fā)電系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn) ： ? 與傳統(tǒng)的化石燃料發(fā)電不同的是，整個(gè)光伏系統(tǒng)的發(fā)電過(guò)程中 沒(méi)有燃燒過(guò)程 ，發(fā)電過(guò)程不需要化石燃料， 太陽(yáng)光就是燃料 ； ? 整個(gè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機(jī)械 運(yùn)動(dòng) ，運(yùn)行過(guò)程沒(méi)有噪聲 ，整個(gè)光伏系統(tǒng)的維修與保養(yǎng)簡(jiǎn)單，長(zhǎng)期維護(hù)費(fèi)用低，使用壽命長(zhǎng)，作為關(guān)鍵部位的太陽(yáng)電池組件的使用壽命可以達(dá)到25年以上； ? 太陽(yáng)能光伏發(fā)電過(guò)程沒(méi)有廢氣、廢水排放造成的環(huán)境污染， 發(fā)電過(guò)程零排放 ； ? 太陽(yáng)能光伏發(fā)電 環(huán)境條件適應(yīng)性比較強(qiáng) ，可以在不同環(huán)境下正常穩(wěn)定工作； ? 可根據(jù)需要 容易地進(jìn)行光伏系統(tǒng)的容量擴(kuò)展 ，從而擴(kuò)大光伏電站的發(fā)電規(guī)模。 單軸、雙軸跟蹤。 31 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 場(chǎng)地考察和陰影分析 設(shè)計(jì)之前，有必要對(duì)安裝光伏系統(tǒng)的 地點(diǎn) 進(jìn)行場(chǎng)地考察并對(duì)光伏系統(tǒng)的基本環(huán)境進(jìn)行評(píng)估。 安裝地點(diǎn)的通過(guò)性 ?光伏組件是否能夠很順利的運(yùn)達(dá)光伏陣列安裝現(xiàn)場(chǎng)； ?光伏逆變器等較大的設(shè)備是否能夠很順利的運(yùn)到安裝現(xiàn)場(chǎng)； ?如果不能從樓內(nèi)運(yùn)輸，是否有起吊的條件等。 42 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 氣象資料收集 ? 太陽(yáng)短波輻射： ? 直射輻射 SL ? 散射輻射 Ed ? 總輻射 Eg ? 短波反射輻射 Er ? 地球長(zhǎng)波輻射： ? 大氣長(zhǎng)波輻射 EL↓ ? 地面長(zhǎng)波輻射 EL↑ 43 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 氣象資料收集 ?太陽(yáng)輻射資料 44 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ?溫度：日平均溫度，日最高溫度，日最低溫度 ? 溫度對(duì)光伏組件的開(kāi)路電壓，輸出電流，輸出功率，等電性能有很大影響，在后續(xù)設(shè)計(jì)中是很重要的因素； ? 對(duì)相關(guān)的電氣設(shè)備的使用環(huán)境也有很大影響。 51 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 Ⅰ ?說(shuō)明 ? 左圖為 Suntech的多晶硅組件。 3. 逆變器的最大直流功率不是建議的最大光伏陣列功率。調(diào)整的幅度最好在 10度以內(nèi)。 64 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 透光性 ? 在偏遠(yuǎn)地區(qū)建設(shè)的大型并網(wǎng)光伏電站以及一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的離網(wǎng)型光伏電站，大都采用的是標(biāo)準(zhǔn)封裝的組件，對(duì)于光伏組件的透光性沒(méi)有要求。最大特點(diǎn)是系統(tǒng)的功率高，成本低。 ? 為了保證光伏逆變器的工作機(jī)會(huì)均等，避免某一個(gè)光伏逆變器的工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，主從逆變器可以自動(dòng)的輪換光伏逆變器主從工作的配置，以降低光伏逆變器的維護(hù)成本。 直流系統(tǒng) 79 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 交流系統(tǒng) 80 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 獨(dú)立逆變器負(fù) 載蓄電池光伏交流（獨(dú)立） 81 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 關(guān)鍵技術(shù)： a）電壓電流的控制技術(shù)； b）負(fù)載的啟動(dòng)性能和脫加負(fù)載響應(yīng)的快速性； c) 系統(tǒng)的各種保護(hù)功能及可靠性 。 被動(dòng)的檢測(cè)方法 ： (a) 檢測(cè)輸出電壓的幅值和頻率； (b) 檢測(cè)電壓諧波 ； (c) 檢測(cè)電壓電流相位的跳變 ； 主動(dòng)的檢測(cè)方法 ： (a) 改變系統(tǒng)輸出功率 ； (b) 改變系統(tǒng)負(fù)載 ； (c) 主動(dòng)頻率漂移法 。 帶變壓器和不帶變壓器式光伏逆變器性能對(duì)比分析 91 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 逆變器的工作環(huán)境 ? 光伏逆變器對(duì)工作環(huán)境也有一定的要求，如果光伏逆變器的技術(shù)性能不能適應(yīng)實(shí)際工作環(huán)境的要求，則會(huì)大大降低光伏逆變器的工作性能，增加光伏逆變器的工作故障率以及減少光伏逆變器的工作壽命。 ? 最大海拔高度。 7％，單相電壓偏差為額定電壓的＋ 7％、－ 10％； 95 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 光伏并網(wǎng)逆變器與公共電網(wǎng)必須同步運(yùn)行，光伏系統(tǒng)并網(wǎng)后的頻率允許偏差應(yīng)符合 GB/T15945和 GB/T199392022的 ，即偏差值為 177。 ? 光伏逆變器可以采用 “孤島效應(yīng)”的檢測(cè)方法，在并網(wǎng)光伏逆變器檢測(cè)到公共電網(wǎng)失電后，會(huì)立即停止工作，也就是停止向公共電網(wǎng)供電；當(dāng)公共電網(wǎng)恢復(fù)供電時(shí)，并網(wǎng)逆變器并不會(huì)立即投入運(yùn)行，而是需要持續(xù)檢測(cè)公共電網(wǎng)信號(hào)在一段時(shí)間（可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)）內(nèi)完全正常，才重新投入運(yùn)行，保證了安全。 ? 另外需要注意的是光伏逆變器的輸出安全性設(shè)計(jì)時(shí)考慮高壓輸出端的電極不會(huì)被人手觸及。 ? 對(duì)于無(wú)人值守或者沒(méi)有人員進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)控的鐵道系統(tǒng)建筑可以采用這種方法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的系統(tǒng)監(jiān)控，從而實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)，出現(xiàn)故障可以及時(shí)檢修。 監(jiān)控系統(tǒng)主要功能 114 太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 防直擊雷設(shè)計(jì)：太陽(yáng)能光伏陣列的金屬支架及其它金屬構(gòu)件均應(yīng)與屋面避雷帶或防雷引下線