5KW光伏电站介绍

5kW太阳能光伏发电站介绍 太阳能光伏发电站背景 太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30％以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10％以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50％以上，太阳能光伏发电将占总电力的20％以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80％以上，太阳能发电将占到60％以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。 2 太阳能光伏发电站介绍 太阳能光伏发电站分为离网光伏发电站和并网光伏发电站。 2.1离网光伏发电站 未与公共电网相联接的太阳能光伏发电站，其主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊处所，如为公共电网难以覆盖的边远偏僻农村、牧区、海岛、高原、荒漠的农牧民提高照明、看电视、听广播的基本生活用电，为通信中继站、沿海和内河航标、输油输气管道阴极保护站、气象台站、公路道班以及边防哨所等特殊处所提供电源。 2.2并网光伏发电站 与公共电网相联接的太阳能光伏发电站。并网光伏发电站为太阳能光伏发电的重要方向、主流趋势，特别是其中的光伏电池与建筑相结合的并网屋顶太阳能光伏发电系统，是世界各国竞相发展的热点。 并网光伏发电站按规模大小可分为集中式大型并网光伏发电站(以下简称为大型并网光伏电站)和分散式小型并网光伏发电站(以下简称住宅并网光伏发电站)两大类型。 大型并网光伏电站特点所发电能被直接输送到电网上，由电网统一调配向用户供电。大型并网光伏电站缺点：投资巨大、建设期长、需要复杂的控制和配电设备，并要占用大片土地，同时其发电成本目前要比市电贵数倍，因而发展不快。 住宅并网光伏系统特点：所发的电能直接分配到住宅(用户)的用电负载上，多余或不足的电力通过联接电网来调节。住宅系统又有家庭系统和小区系统之分。 家庭系统特点：装机容量较小，一般为1～5kW，为自家供电由自家管理，独立计量电量。 小区系统特点：装机容量较大些，一般为50～300kW，为一个小区或一栋建筑物供电，统一管理，集中分计量电量。 3 5KW光伏并网发电站（住宅并网型光伏发电站）系统工作原理及组成 3.1 5KW并网光伏发电站工作原理 太阳能电池方阵在太阳光辐照下发出直流电，经逆变器转换为交流电，供用电器使用，系统同时又与电网相联，白天将太阳能电池方阵发出的多余电能经并网逆变器逆变为符合所接电网电能质量要求的交流电馈入电网，在晚上或阴雨天发电量不足时，由电网向住宅(用户)供电。工作示意图如图1所示： 图1 住宅并网型光伏发电站示意图 上图中1：太阳能电池板；2：接线箱；3：连接电线；4光伏并网逆变器；5：电表，其中一个测量总发电量，另一个测量用户用电量。 3.2 5KW并网光伏发电站系统组成 由图1可以看出，5KW并网光伏发电站系统由太阳能电池板、光伏并网逆变器和电表及接线箱等组成。 3.2.1 太阳能电池 太阳能电池方阵是并网光伏系统的主要部件。一般都用支架安装在建筑物的屋顶上。目前主要有如下两种形式： 1）建筑与光伏系统相结合 作为光伏与建筑相结合的第一步，是将现成的平板式光伏组件安装在建筑物的屋顶等处，引出端经过逆变和控制装置与电网联接，由光伏系统和电网并联向住宅(用户)供电，多余电力向电网反馈，不足电力向电网取用。 2）建筑与光伏组件相结合 光伏与建筑相结合的进一步目标，是将光伏器件与建筑材料集成化。目前已研发出的品种有：双层玻璃大尺寸光伏幕墙、透明和半透明光伏组件、隔热隔音外墙光伏构件、光伏屋面瓦、大尺寸、无边框、双玻璃屋面光伏构件、面积达2m2左右代替屋顶蒙皮的光伏构件等。 3.2.2 5KW光伏并网逆变器 并网逆变器是并网光伏系统的核心部件和技术关键，不仅可将太阳能电池方阵发出的直流电转换为交流电，并且还可对转换的交流电的频率、电压、电流、相位、有功与无功、同步、电能品质(电压波动、高次谐波)等进行控制，其主要功能如下： 1)自动开关：根据从日出到日落的日照条件，尽量发挥太阳能电池方阵输出功率的潜力，在此范围内实现自动开始和停止。 2)最大功率点跟踪(M)控制：跟随太阳能电池方阵表面温度变化和太阳辐照度变化跟踪控制，使方阵经常保持最大的功率输出。 3)防孤岛效应：系统所在地发生停电，当负荷电力与逆变器输出电力相同时，逆变器的输出电压不会发生变化，难以察觉停电，因而有通过系统向所在地供电的可能，这种情况称作孤岛效应。在这种情况下，本应停了电的配电线中又有了电，这对于保安检查人员是危险的，因此并网光伏发电站要具有防孤岛效应功能。 3.2.3 逆变器系统组成原理 5KW光伏并网逆变器主要由DC/DC变换电路、DClink电路、DC/AC电路、LC滤波电路和DSP控制电路等五部分组成。DC/DC变换电路为BOOST升压电路，采用PWM控制算法将太阳能电池阵列输出的直流电压升压到满足DC/AC转换所需要的电压值；DClink电路连接DC/DC转换电路和DC/AC转换电路，起到平稳直流电压作用；DC/AC电路为全桥逆变电路，采用SPWM控制算法，产生与电网电压同频同相的电流，使整个装置的并网功率因数接近1；由于采用SPWM控制，逆变器的输出电压波形由基波和高次谐波组成，输出滤波电路作用为滤除逆变器输出电压中的谐波分量，获得低THD的入网电流；DSP控制电路主要完成DC/DC转换算法和DC/AC转换算法及各主要信号的采集和外界通信。 整个系统原理框图如下： 3.2.4逆变器技术指标 输入直流电压范围：100V～550V； 最大输入电流：15A； 输出交流电压： 230V； 最大输出功率：5kw; 过载能力：110%； 漏电流：小于30mA; 防护等级：IP65； 尺寸： 600×350×220； 逆变效率：97%。 4经济和社会效益 住宅并网型光伏发电站，它是将太阳光转化为电能，通过控制和逆变设备，把太阳能电池输出的直流电转换为目前家庭用的220V的交流电同时将多余电量反馈于电网，适合于光照比较充足且用电量比较大的地区，其系统特点为： 1） 结构简单，体积小且轻，使用方便，免维护； 2）易安装，易运输，建设周期短，一次性投资，长期受益，无辐射，无污染，节能环保； 3）清洁能源，安全，无噪声，零排放； 4）可靠性高，寿命长，可长25年； 5）太阳能几乎无处不有，所以光伏发电应用范围广； 6）转换效率高。 一般发电量的计算都是平均值，也就是说在太阳能系统计算中，每天都是晴天。这样的话，实际每天有10个小时的光照，但是计算中有效光照可能只有4个小时（地区不同，此数值不同）。 5KW的太阳能光伏电站一般可以按5000W*0.6（各种损耗后的最佳利用比）*4（日平均有效光照）=12000WH (12度电) 5KW太阳能光伏电站平均每天发电12度，在寿命期25年之内共计可发电109500度。 据环保专家测算：每节约1度电，就相应节约0.35公斤标准煤、4升净水，同时减少0.272公斤碳粉尘、0.997公斤CO2、0.03公斤SO2。 5KW太阳能监控系统使用寿命为25年，发109500度电，可达到以下环保指标： 1）节标准煤：0.35kg×109500÷1000=38.325吨。 2）减少碳粉尘：0.272kg×109500÷1000=29.785吨。 3）减少CO2排放：0.997kg×109500÷1000=109.17吨。 4）减少SO2排放：0.03kg×109500÷1000=3.285吨。 5) 节水：4升×109500÷1000=438吨净水。 由此可见，太阳能光伏电站应用于运行，将充分推进了可再生能源的开发和利用，体现了节能减排政策的优越性，而且可以彰显我们环保节能新理念，这对我们建设资源节约型、环境友好型城市，实现绿色转型，将有着极为重要的意义。 一览英才网 是基于行业垂直细分和区域横向细分的网络招聘网站平台，国内各行业各地区首选求职招聘网站平台！ 联系人：施结琴 电话：0755-86153960 邮件：shijq@epjob88.com 网站：光伏英才网http://gf.epjob88.com