【正文】 配電柜 ?交流配電柜 ?交流電纜 光伏系統(tǒng)其它器件選擇 105 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 交直流配電柜 106 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng) 107 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 數(shù)據(jù)采集器 108 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 Sensor 輻照傳感器 風(fēng)速傳感器 風(fēng)速傳感器 風(fēng)速傳感器 RS485Power Injector 485轉(zhuǎn)換接頭 逆變器 Sunny Island 5048 WebBox 路由器 PC DC電源 通訊方式 109 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 一級(jí)傳輸 二級(jí)傳輸 通訊架構(gòu) 110 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 同一品牌逆變器通訊 111 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 目前沒有同時(shí)適用于不同品牌的逆變器的統(tǒng)一接口的監(jiān)視器產(chǎn)品 ？ 不同品牌逆變器通訊 112 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 數(shù)據(jù)采集 （ 1）可同時(shí)采集不同廠家的光伏逆變器數(shù)據(jù)，包括目前市面上主流的逆變器廠家，如： SMA、 Danfoss、 Sanyo、 Fronius、合肥陽光等。 –光伏太陽能電站接地系統(tǒng)與建筑內(nèi)其它接地系統(tǒng)共用同一接地體，聯(lián)合接地體接地電阻應(yīng)不大于 4歐姆。 ? 通過并網(wǎng)光伏逆變器上預(yù)留的通訊接口和計(jì)算機(jī)設(shè)備直接連接，使用與之相配套的通訊和管理軟件，就地使用計(jì)算機(jī)觀察到整個(gè)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)等，并可以對光伏系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。 97 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 防孤島效應(yīng) ? “孤島效應(yīng)”是指在公共電網(wǎng)失電情況下，發(fā)電設(shè)備仍作為孤立電源對負(fù)載供電這一現(xiàn)象。高溫高濕的環(huán)境對于光伏逆變器的工作性能影響比較大，目前較好的逆變器對于濕度的承受范圍一般為15%～ 85%，最好的可以承受可以到 95%。 88 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)要求并網(wǎng)電流和電網(wǎng)電壓的頻率、相位相同，即系統(tǒng)的功率因素為 1。 73 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 主從式光伏逆變器 ? 主從結(jié)構(gòu)其實(shí)也是集中式的一種，該結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是采用 2～ 3個(gè)集中型逆變器，總功率被幾個(gè)逆變器均分。 63 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 壽命與穩(wěn)定性 ? 就目前已經(jīng)大量投入使用的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)使用的光伏組件的工作情況來看，已經(jīng)有實(shí)際的運(yùn)行數(shù)據(jù)可以證明，單晶硅太陽光伏組件的工作壽命最長，各項(xiàng)輸出性能最穩(wěn)定，可以達(dá)到 20～ 30年。 55 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 Ⅳ ?光伏陣列的最大電流不超過逆變器的允許最大直流電流 – 設(shè)光伏陣列的并聯(lián)數(shù)為 A，則有： 光伏陣列的最大電流 =Impp(STC) A＜ IMaxINV 注意： 1. 在實(shí)際操作中，因?yàn)闇囟葘﹄娏鞯挠绊懴鄬Σ淮?，所以使用Impp(STC) 代替了 Instring。 ? 這些相關(guān)的氣象資料是進(jìn)行后續(xù)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)所必需的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。 29 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的信息很多，為了完成一個(gè)完整的光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)，首先需要詳細(xì)了解如下三類信息： ? 安裝光伏系統(tǒng)的業(yè)主的需求； ? 光伏系統(tǒng)安裝地點(diǎn)的調(diào)查以及陰影分析； ? 光伏系統(tǒng)安裝地點(diǎn)的相關(guān)氣象資料的收集。 ? 光伏系統(tǒng)組成 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)：利用太陽能光伏轉(zhuǎn)換器件（如光伏組件）將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，并配合相關(guān)電力電子設(shè)備（如控制器、光伏逆變器等）實(shí)現(xiàn)對交直流負(fù)載以及公共電網(wǎng)供電的電力系統(tǒng)。 17 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 單軸跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng) 18 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 雙軸追蹤系統(tǒng) 19 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 光伏陣列安裝 固定式 : 傾角固定，優(yōu)點(diǎn)是抗風(fēng)能力強(qiáng)，安裝方式簡易，工作可靠，造價(jià)低 跟蹤式 :自動(dòng)、手動(dòng) 。 36 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 安裝地點(diǎn)建筑物的朝向 ?在 BIPV系統(tǒng)中，受到建筑物本身安裝地點(diǎn)的限制，建筑物的朝向通常決定了光伏組件的朝向。 ? 低溫指的是光伏系統(tǒng)安裝地點(diǎn)的最低平均溫度。需要注意的是這種角度調(diào)整不能過大，不能導(dǎo)致太陽輻射吸收的大幅降低。 69 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 = ~ Central inverter 集中式 逆變器 并行的光伏組串連到同一臺(tái)集中逆變器的直流輸入端， 一般功率大的使用三相的 IGBT功率模塊，功率較小的使用場效應(yīng)晶體管，同時(shí)使用 DSP轉(zhuǎn)換控制器來改善所產(chǎn)出電能的質(zhì)量，使它非常接近于正弦波電流。 分布式布置 76 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 分布式結(jié)構(gòu)圖 77 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 太 陽 電 池陣 列充 放 電控 制 器蓄 電 池 逆 變 器 交 流 負(fù) 載直 流 負(fù) 載光伏獨(dú)立系統(tǒng) 78 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 關(guān)鍵技術(shù)： a）蓄電池的充放電控制； b）太陽電池的最大功率點(diǎn)跟蹤； c）蓄電池的溫度補(bǔ)償和保護(hù)； d）負(fù)載工作的時(shí)序控制。 需要使用附加的保護(hù)設(shè)備： 直流感應(yīng)接地 ， 漏電流斷路器； 帶電部分必須加以保護(hù)； 安裝要求 Protection Classic II； 增加了電磁干擾 。以下為國標(biāo) GB/T199392022《 光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求 》 中對并網(wǎng)光伏系統(tǒng)輸出電能質(zhì)量的要求： ? 光伏并網(wǎng)逆變器的輸出電壓在光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)公共連接點(diǎn)（ PCC）處的允許偏差符合 GB/T123251990和 GB/T199392022的 ，三相電壓的允許偏差為額定電壓的 177。 99 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 ? 絕緣強(qiáng)度 ? 逆變器直流輸入與機(jī)殼間能夠承受頻率 50Hz，下弦波交流電壓500V，歷時(shí) 1min的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)，無擊穿或飛弧現(xiàn)象； ? 逆變器交流輸出與機(jī)殼間能夠承受頻率 50Hz，下弦波交流電壓500V，歷時(shí) 1min的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)，無擊穿或飛弧現(xiàn)象。當(dāng)逆變器發(fā)生故障無通訊時(shí)，監(jiān)視器可以識(shí)別，并傳輸至網(wǎng)絡(luò)，用戶可以通過 Inter遠(yuǎn)程操作，訪問監(jiān)視器。 ? 防感應(yīng)雷設(shè)計(jì)：為防止感應(yīng)雷給系統(tǒng)設(shè)備造成損壞，一般情況下在以下地方安裝防雷保護(hù)裝置； – 直流匯線盒：為保護(hù)逆變器不受直流系統(tǒng)引入的感應(yīng)雷破壞，在直流匯線盒內(nèi)安裝直流防雷器，采用性能良好的防雷保護(hù)模塊串接斷路器再并入主電路的正負(fù)極。 ? 光伏電站交直流側(cè)的電氣隔離 ? 部分太陽能光伏逆變器帶有隔離變壓器，使得逆變器的直流輸入和交流輸出之間電氣隔離開來。 ； ? 逆變器滿載運(yùn)行時(shí)不會(huì)造成電網(wǎng)電壓波形的過度畸變，電流諧波總畸變率限值為 5％，符合 GB/T19992022的 ； ? 當(dāng)負(fù)載大于 20％時(shí)，功率因數(shù) ≥，符合 GB/T199392022的 規(guī)定。通常情況下考慮如下幾個(gè)相關(guān)參數(shù)： ? 外殼防護(hù)等級(jí)。 82 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 光伏并網(wǎng)系統(tǒng) 83 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 在不可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，并網(wǎng)逆變器將光伏陣列產(chǎn)生的直流電能直接轉(zhuǎn)化為和電網(wǎng)電壓同頻、同相的交流電能，完全由日照和環(huán)境溫度等因素來決定并網(wǎng)的時(shí)間和并網(wǎng)的功率大小。集中逆變技術(shù)一般用與大型光伏發(fā)電站的系統(tǒng)中。 59 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 光伏系統(tǒng)設(shè)備選型 光伏組件的選型 ? 太陽能光伏組件根據(jù)材料和工藝的不同分為多種類型，目前商業(yè)化較為成功，市場應(yīng)用相對較多的包括兩大類： ? 晶體硅（單晶，多晶）； ? 薄膜電池（非晶硅、 CIGS、 CdTe、 HIT等）。 如果將該組件設(shè)計(jì)為 21塊組件串聯(lián)，那么根據(jù)數(shù)據(jù)，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下該 SMU的開路電壓為： 21= ? 考慮到溫度影響，考慮 %/K的開路電壓溫度系數(shù)，那么，在 0℃ 度時(shí)候SMU開路電壓為 1001V，大于光伏組件的耐受電壓。 37 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 陰影分析與評(píng)估 考察場地周圍環(huán)境的陰影對于光伏系統(tǒng)的影響，對安裝地點(diǎn)的周邊的陰影情況進(jìn)行分析 ? 從光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，光伏陣列上沒有陰影的遮擋是最理想的狀態(tài)，但是如果受到環(huán)境的限制，陰影無法避免，則要盡可能的減少陰影落在光伏陣列上的強(qiáng)度、面積以及時(shí)間。 根據(jù)太陽的位置，驅(qū)動(dòng)支架旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行角度調(diào)整，使得在接近全日照過程中太陽光線都與光伏陣列垂直。 太陽光是由能量不同的光子組成，光子進(jìn)入太陽電池即可產(chǎn)生電子 空穴對，在電池內(nèi)部電場的作用下由光產(chǎn)生的電子與空穴實(shí)現(xiàn)分離，從而形成電流。 20 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 跟蹤器基本有兩大類： 主動(dòng)式跟蹤器 根據(jù)地球繞日運(yùn)行規(guī)律計(jì)算跟蹤運(yùn)動(dòng)軌跡 被動(dòng)式跟蹤器 實(shí)時(shí)探測太陽對地位置，控制對日角度的 si n si n si n c os c os c os? ? ? ? ? ???c o s s in c o s s ins ins in c o s? ? ? ?????? 21 太陽能系統(tǒng)研究所 Institute for Solar Energy Systems 2022/2/2 主動(dòng)式跟蹤 ? 由于控制誤差和機(jī)械傳動(dòng)誤差，造成較大的累積誤差 會(huì)產(chǎn)生－－ 無功運(yùn)動(dòng) 被動(dòng)式跟蹤 ? 晝夜更替，多云天氣、陰雨天氣 會(huì)產(chǎn)生