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正文內(nèi)容

太陽(yáng)能電池培訓(xùn)手冊(cè)(中)-文庫(kù)吧資料

2025-07-03 02:48本頁(yè)面
  

【正文】 的車(chē)站有1500余個(gè)。而一套太陽(yáng)電池電源雖一次投資稍大,約需1500元左右,但若使用10年每年平均開(kāi)支才150元左右。鋅空干電池?zé)裘磕晷桦姵刭M(fèi)約500元左右。(5) 使航標(biāo)管理水平提高,燈光正常率提高,為我國(guó)遠(yuǎn)海孤島地區(qū)的航標(biāo)燈找到了一種較理想的新電源。與硅太陽(yáng)電池配套的鎘鎳蓄電池放電平穩(wěn),而以前用的鋅空電池?zé)?,在剛換新電池時(shí),電壓很高,不久電壓就大幅度下降,使燈光亮度不穩(wěn),燈光射程得不到保證。天津港從1973年開(kāi)始,每年2月到12月將太陽(yáng)電池板安裝在燈柱上使用,沒(méi)有進(jìn)行過(guò)補(bǔ)給,并經(jīng)受住了多次八級(jí)、九級(jí)以至更大的強(qiáng)風(fēng)的考驗(yàn)。的大欽島這樣漫長(zhǎng)的海岸線上。截至1981年底,全國(guó)航標(biāo)燈應(yīng)用硅太陽(yáng)電池電源的總功率已達(dá)5000瓦左右,主要用于天津、上海、廣州、長(zhǎng)江等航道局,安裝在南到北緯9176。配用100安時(shí)的鎘鎳蓄電池。應(yīng)用太陽(yáng)電池作為航標(biāo)燈的電源,國(guó)外已很普遍,如日本海上保安廳于1959年11月正式啟用了山口縣周防筏瀨航標(biāo)燈,我國(guó)于1973年首次在天津港進(jìn)行燈浮標(biāo)以硅太陽(yáng)電池供電的試驗(yàn)。但由于使用條件的特殊,這些方法都存在著不同的缺陷,效果不理想,如用煤油,航標(biāo)工人要每天早上吹燈,晚上再點(diǎn)燈,每天還要擦透鏡,而用乙炔要和易燃、易爆氣體打交道,且燈光不亮,發(fā)光不穩(wěn)定。目前所用電源有蓄電池、干電池、交流電、浮標(biāo)水力發(fā)電以及硅太陽(yáng)電池等幾種。(2) 煤油燈:以煤油為燃料的燈具。航行條件迅速改善,保障了運(yùn)輸?shù)臅惩ê秃叫械陌踩=夥藕?,黨和國(guó)家十分重視航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展,加強(qiáng)了航標(biāo)燈的建設(shè)工作。我國(guó)土地遼闊,江河湖泊星羅棋布,航運(yùn)的自然條件十分優(yōu)越。這里主要介紹一些小型的應(yīng)用系統(tǒng),其他應(yīng)用系統(tǒng)只做簡(jiǎn)短介紹。應(yīng)經(jīng)常測(cè)量將要觸摸的導(dǎo)線的和接觸器的電壓,在知道導(dǎo)線電壓、電流之前不要斷開(kāi)連接。在檢測(cè)電路前要保證兩個(gè)人都知道電源開(kāi)關(guān)在何處,怎樣操作。如果知道已經(jīng)出了問(wèn)題,通過(guò)測(cè)試和分析結(jié)果就可確定其位置的一些基本的測(cè)試,用電壓表電流表,比重計(jì),鉗子、螺絲刀和可調(diào)板手來(lái)完成。 按照這些維護(hù)方面去做可以增加系統(tǒng)的利用率,延長(zhǎng)系統(tǒng)的壽命。查看接點(diǎn)附近有無(wú)腐蝕和炭化。(6)檢查陣列安裝框架或跟蹤機(jī)械,保養(yǎng)各種系緊的支架。(5)檢查所有導(dǎo)線盒是否關(guān)上(封上),看看有無(wú)水的破壞和腐蝕。如果有導(dǎo)線露出來(lái),就查找裂處,檢查絕緣性,檢查所有接線盒的接入和接出點(diǎn),檢查絕緣處有否破裂。監(jiān)測(cè)該電池的性能看是否需要替換。(3)在有負(fù)載的情況下,檢查每一個(gè)電池電壓,把這些電壓與所有電池電壓的平均值相對(duì)比。就意味著這個(gè)電池不行了。應(yīng)檢查電池中不同層的標(biāo)稱(chēng)重量確定電解液是否分層。應(yīng)每年檢測(cè)一次每個(gè)電池的標(biāo)稱(chēng)比重。電池的連接應(yīng)清潔,用抗腐蝕劑密封。大部分的檢查用電壓表,電流表和某些常識(shí)就能進(jìn)行。這樣,可以在小問(wèn)題變成大問(wèn)題之前就發(fā)現(xiàn)并處理之。 最后還要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是在安裝時(shí)不要忽視接地的工作它是關(guān)系到人和設(shè)備的安全問(wèn)題,應(yīng)認(rèn)真對(duì)待。在大多數(shù)地區(qū)建議在逆變器的輸入端使用浪涌保護(hù)器以防止閃電引起的沖擊電流。逆變器的輸入輸出回路應(yīng)有保險(xiǎn)或斷路器。但是為了減少導(dǎo)線的阻抗損失,逆變器應(yīng)安裝在盡可能靠近電池的地方。逆變器應(yīng)安裝在可控制環(huán)境中,因?yàn)檫^(guò)高的溫度和大量的灰塵會(huì)減少逆變器的壽命且可能引起故障。過(guò)熱會(huì)縮短電池壽命,故接線盒應(yīng)安置在蔭涼通風(fēng)的地方。 控制器和逆變器通常會(huì)與開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)等安裝在控制中心內(nèi)。如果用開(kāi)放式電池則必須提供放氣,以免引起爆炸。如果要埋電池,應(yīng)選擇一個(gè)排水性良好的地點(diǎn),且為電池挖一個(gè)排水孔。電池是必須保護(hù)的部件。如果需要在屋頂安裝,那么要保證陣列下面允許新鮮的空氣通過(guò),如果陣列離開(kāi)屋頂至少3英寸時(shí),陣列上組件的溫度就不會(huì)升高。跟蹤系統(tǒng)可使陣列準(zhǔn)確地跟蹤太陽(yáng)。無(wú)論是買(mǎi)還是自己安裝框架都要保證它的穩(wěn)定和組件的牢靠。陣列回路中的保險(xiǎn)和電纜應(yīng)可承受最大電流,即由短期“云聚焦”形成的在1000W/。 陣列的安裝:獨(dú)立光伏系統(tǒng)的陣列的安裝有許多獨(dú)特和創(chuàng)新的方法。用合適的工具工作以維持長(zhǎng)久連接,記住,整個(gè)系統(tǒng)的性能及可靠性依賴(lài)于每一個(gè)連接。獨(dú)立光伏系統(tǒng)的安裝 在主要部件都已選擇好,那就應(yīng)該把各個(gè)部件連起來(lái)成為一個(gè)工作系統(tǒng)。因?yàn)榇蟮碾娏饕馕吨蟮膶?dǎo)線尺寸,昂貴和較難找到保險(xiǎn)、開(kāi)關(guān)和接觸器等。給系統(tǒng)增加一點(diǎn)電流意味著要買(mǎi)4塊附加的光伏組件。 另一個(gè)需要考慮的因素是當(dāng)電壓增加時(shí),在陣列和存儲(chǔ)子系統(tǒng)中基本結(jié)構(gòu)單元也變大了。通常,效率和功率調(diào)整能力在較高直流電壓下更好,如一個(gè)48V的系統(tǒng)通常比一個(gè)12V的系統(tǒng)更有效。切記,當(dāng)電流值升高時(shí),導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)的成本亦會(huì)升高。(不包括逆變器損耗)直流功率也為2400瓦,如果是12V逆變器則應(yīng)為200A,這是不可行的。(交流電流) 直流功率=(直流電壓)180。選擇一個(gè)能滿足負(fù)載和保持直流電流小于100A的逆變器。(3)獨(dú)立光伏系統(tǒng)的絕大多數(shù)交流負(fù)載在120V下工作。3A。大多數(shù)直流光伏系統(tǒng)在12V下小于1千瓦。當(dāng)負(fù)載需要交流電源時(shí),直流系統(tǒng)電壓應(yīng)根據(jù)逆變器的特性而定。 如果系統(tǒng)電壓設(shè)置成為與最大負(fù)載電壓相等,則這些負(fù)載可直接到系統(tǒng)的輸出端。如果使用直流負(fù)載如直流節(jié)能燈等,就可以避免直流變交流的這部分損失,直流燈和電器通常較貴,但效率高,使用壽命長(zhǎng),而交流電器種類(lèi)繁多,但效率通常較低。對(duì)于經(jīng)常使用的物品的替代(或考慮大的或可變負(fù)載決定他們是否可省去由其它來(lái)源的能量供電),如用熒光燈替代白熾燈,它們?cè)谔峁┩瑯拥墓鈴?qiáng)時(shí)熒光燈與白熾燈相比耗電很少。對(duì)戶用系統(tǒng)(和其它許多系統(tǒng))負(fù)載所用的時(shí)間是可以控制的。一個(gè)電器所需的功率可以測(cè)量出來(lái)或由制造商提供。 任何一個(gè)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的第一項(xiàng)工作是確定系統(tǒng)的負(fù)載。在設(shè)計(jì)您的光伏系統(tǒng)時(shí)要符合實(shí)際、靈活的原則。若使用不耐用的部分,則維修和替換成本將增加。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)者知道在設(shè)計(jì)光伏系統(tǒng)中,每一個(gè)決定都將影響到它的成本。(5)在設(shè)計(jì)系統(tǒng)前了解安裝地點(diǎn),去當(dāng)?shù)乜疾煲幌?,這樣對(duì)設(shè)備安置走線,保護(hù)和地帶特性都有所了解。(3)在估算負(fù)載時(shí)要考慮周到,并要有一定的裕度。操作和維修 計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)規(guī)格負(fù)載計(jì)算太陽(yáng)能數(shù)據(jù) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)正式開(kāi)始之前,設(shè)計(jì)者應(yīng)盡量做到:(1)設(shè)計(jì)盡量簡(jiǎn)單化,這樣可以提高系統(tǒng)的可靠性。而戶用系統(tǒng)是采用分散供電的方式提供電能,如果要在該村莊安裝戶用光伏系統(tǒng),這樣每一戶都得需這么一套光伏系統(tǒng),它比起獨(dú)立光伏電站來(lái),所需的元器件規(guī)格要小,控制器、逆變器和蓄電池及負(fù)載都比較小,但是獨(dú)立光伏電站和戶用光伏系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)是完全一致的,我們將它們統(tǒng)稱(chēng)為獨(dú)立光伏系統(tǒng),下面我們就介紹這種獨(dú)立光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì),安裝和維修。它的主要特點(diǎn)就是集中供電,如在一個(gè)十幾戶的村莊就可建立光伏電站來(lái)利用太陽(yáng)能,當(dāng)然這是在該村莊地理位置較偏遠(yuǎn),無(wú)法直接利用電力公司電能的情況下,所能用到的方法。 第三部分 獨(dú)立光伏電站(集中供電)及用戶光伏系統(tǒng)(分散供電)            的設(shè)計(jì),安裝及維修。單階段控制器是在電壓達(dá)到最高水平時(shí)才斷開(kāi)陣列;而多階段控制器在電池接近滿充電時(shí)允許以不同的電流充電,這是一種有效的充電方法。另一類(lèi)是串聯(lián)控制器,通過(guò)斷開(kāi)光伏陣列來(lái)斷開(kāi)充電電流。這些控制器帶有一個(gè)大的散熱器以散發(fā)由多余電流產(chǎn)生的熱量。所有的陣列電流都用來(lái)給電池充電直到達(dá)到了最低的促動(dòng)電壓,這時(shí)一個(gè)控制器將會(huì)把相應(yīng)的陣列切斷,而其它的控制器仍繼續(xù)允許電流流過(guò),直到電壓達(dá)到了它們各自的值。只是陣列必須分開(kāi)與各個(gè)控制器連接,每一個(gè)控制器分別接線,在接電池前再合并。開(kāi)關(guān)100A以上電流的控制器就需要定做了。 我們知道,隨著所需電流的增加,控制器的成本迅速增加。大部分小的控制器包括有低壓斷路(LVD)功能可以切斷負(fù)載。其中,反向電流保護(hù)是防止電流在夜間由電池倒流回光伏陣列。 在使用時(shí)控制器電壓必須與系統(tǒng)的標(biāo)稱(chēng)電壓相一致,且必須能控制光伏陣列產(chǎn)生的最大電流,這樣的控制器可承受由于云聚焦而產(chǎn)生的短暫的大電流。同樣地,負(fù)載被斷開(kāi)。每個(gè)控制點(diǎn)有一個(gè)動(dòng)作補(bǔ)償設(shè)置點(diǎn)。C時(shí),就應(yīng)該使用帶溫度補(bǔ)償?shù)目刂破?。測(cè)量電池溫度可提高SOC狀態(tài)的估計(jì),許多控制器就帶有測(cè)溫探頭。大多數(shù)控制器測(cè)量電池電壓以估計(jì)充電狀態(tài),然而這并不準(zhǔn)確,在接近過(guò)充時(shí)電壓變化不大。 控制器的功能是依靠電池的充電狀態(tài)(SOC)來(lái)控制系統(tǒng)。所以控制器是您光伏系統(tǒng)中重要的部件,如果它不能正常工作,那么造成的后果就是您可能一下?lián)p失幾萬(wàn)元。過(guò)充可能使電池中的電解液汽化,造成故障,而電池過(guò)放會(huì)引起電池過(guò)早失效。這種單相逆變器是商業(yè)上不間斷電源(UPS)的基礎(chǔ),它能作為計(jì)算機(jī)等電器設(shè)備提供應(yīng)急的交流電。脈沖寬度調(diào)制技術(shù)進(jìn)一步減少低次諧波。120176。 單向逆變器 雖然180176。(二) 單相逆變器 ,在50或60Hz頻率下同步交替地接通T1/T4或T2/T3,因負(fù)載可能為電抗性的,負(fù)載電流和電壓也可能反相,所以電路中必須要有二極管。0,T1管的Vbe被鉗位到某一負(fù)電位,晶體管T1迅速截止,I1187。電容C1電位不斷降低。I1173。I3173。電源接通時(shí),面過(guò)R1使T1導(dǎo)通,使I1增加,則I1173。(二) 自激式逆變器自激工逆變器電路工作框圖如下:直流源逆變放大輸出變壓器正反饋 自激工逆變器電路工作框圖 自激式逆變器電路原理圖 ,圖中左半部分是蓄電池過(guò)充、放電保護(hù)電路,右半部是最簡(jiǎn)單的單管自激式逆變器電路。(一) 他激式逆變器 他激逆變器電路工作框圖如下:直流源振蕩源信號(hào)放大輸出變壓器 他激式逆變器電路框圖 ,我們可以用NE555集成電路作為振蕩源,NE555提供穩(wěn)定的方波,經(jīng)晶體管TT2放大后經(jīng)變壓器輸出,以驅(qū)動(dòng)負(fù)載,T3管可改善啟動(dòng)特性和提高效率。 下面介紹幾種典型的、常用的逆變器的原理圖及原理介紹。(9)功率因子:逆變器產(chǎn)生的電流與電壓間的相位差的余弦值即為功率因子,對(duì)于阻抗型負(fù)載,功率因子為1,但對(duì)感抗型負(fù)載(戶用系統(tǒng)中常用負(fù)載)功率因子會(huì)下降。有時(shí)為了防止出現(xiàn)故障,用手動(dòng)負(fù)載開(kāi)關(guān)使一個(gè)逆變器可滿足電路的特定負(fù)載要求。而高質(zhì)量的設(shè)備需要精確的頻率調(diào)整,因?yàn)轭l率偏差會(huì)引起表和電子計(jì)時(shí)器性能的下降。在無(wú)控制器時(shí)逆變器須有檢查測(cè)試保護(hù)電路,當(dāng)電池電壓高于設(shè)定值時(shí),保護(hù)電路會(huì)將逆變器斷開(kāi)。而逆變器的前級(jí)—蓄電池在過(guò)充電時(shí)逆變器的直流輸入電壓就會(huì)超過(guò)標(biāo)稱(chēng)值,如,一個(gè)12V的蓄電池在過(guò)充電以后可能會(huì)達(dá)到16V或者更高,這時(shí)就有可能破壞后級(jí)所連的逆變器。較多的系統(tǒng)在一個(gè)大的負(fù)載范圍內(nèi),均方根輸出電壓接近常數(shù)。(4)靜態(tài)電流:這是在逆變器不帶負(fù)載(無(wú)功耗)時(shí),其本身所用的電流(功率),這個(gè)參數(shù)對(duì)于長(zhǎng)期帶小負(fù)載的情況下是很重要的,當(dāng)負(fù)載不大時(shí),逆變器的效率是極低的。一般負(fù)載越大,所需的逆變器的輸入電壓就越高。 下面是對(duì)有些參數(shù)的說(shuō)明:(1)功率轉(zhuǎn)換效率:其值等于逆變器輸出功率除以輸入功率,逆變器的效率會(huì)因負(fù)載的不同而有很大變化。通常,逆變器的規(guī)格可在計(jì)算值的基礎(chǔ)上增加25%,這一裕度可以增加該部件工作的可靠性,也可以滿足負(fù)載的適量增加。正弦波逆變器產(chǎn)生的交流波形與大我數(shù)電子設(shè)備產(chǎn)生的波形一樣好。類(lèi)正弦波逆變器在輸出可用脈寬提高電壓調(diào)整,效率可90%,它們可用來(lái)帶動(dòng)燈,電子設(shè)備和大多數(shù)電機(jī)等各種負(fù)載。 輸出波形是一個(gè)重要參數(shù),逆變器通常根據(jù)其輸出波形來(lái)分類(lèi):1)方波2)類(lèi)正弦波3)正弦波。 獨(dú)立逆變器一般在直流12V,24V,48V或120V電壓輸入時(shí)可產(chǎn)生120V或240V頻率為50Hz或60Hz的交流電。所以下面介紹一下逆變器有關(guān)特性。 逆變器的選擇會(huì)影響到光伏系統(tǒng)的性能可靠性和成本。對(duì)交流輸出,我們需要考慮的除了輸出功率和電壓外,還應(yīng)考慮其波形和頻率。逆變器的輸出可分為直流輸出和交流輸出兩類(lèi)。逆變器 逆變器是一種功率調(diào)查裝置,對(duì)于使用交流負(fù)載的獨(dú)立光伏系統(tǒng)來(lái)說(shuō),逆變器是必要的。我們知道任何電池均需要定期維護(hù),即使是密封的“免維護(hù)”的電池我們也應(yīng)定期檢查其接頭是否牢固,清潔和無(wú)損傷。在寒冷的天氣中,通常是將電池置于電池盒中,并將電池盒埋入地下以保持恒定的溫度。結(jié)冰溫度是電池充電狀態(tài)的函數(shù)。 最后我們?cè)僦v點(diǎn)電池的維護(hù)和在寒冷的環(huán)境中使用的一些問(wèn)題。對(duì)于光伏系統(tǒng)來(lái)說(shuō)很少有鉛酸電池的壽命超過(guò)15年的,一般是5~10年。它等于用1減去放電深度的百分?jǐn)?shù)。須注意的是,如果比較不同電池的額定容量時(shí),須在同一溫度下使用相同的放電速度。 鉛酸電池容量與溫度的關(guān)系圖 三、電池額定容量:即電池在某一特定溫度和放電速率下所能產(chǎn)生的最大能量。從圖中還可看到在同一溫度下,放電速率升高則
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