分布式太阳能光伏发电

分布式太阳能光伏发电（精选十篇）

分布式太阳能光伏发电 篇1

太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元, 因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。

a) 电池单元:由于技术和材料原因, 单一电池的发电量是十分有限的, 实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统, 称为电池组件 (阵列) 。单一电池是一只硅晶体二极管, 根据半导体材料的电子学特性, 当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时, 在一定的条件下, 太阳能辐射被半导体材料吸收, 在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场, 因而能在光照下形成电流密度J, 短路电流Isc, 开路电压Uoc。若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载, 理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成回路, 于是就有“光生电流”流过, 太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出;

b) 电能储存单元:太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存, 蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的, 但其容量要受到末端需电量、日照时间 (发电时间) 的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。

分布式太阳能光伏发电 篇2

发电项目的申请

沙圪堵镇人民政府：

为更好的建设美丽新农村，打赢扶贫攻坚战，开创村集体经济，双山梁村树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，为村民创造良好生产生活环境，为全面决胜小康积极贡献力量。特此申请投资建设分布式太阳能光伏发电项目，利用取之不尽用之不竭的可再生能源一太阳能，发展光伏发电的新能源产业，从而多元化发展本村和辐射带动周边村域经济发展。请镇政府予以批准为盼!

一、项目发展必要性

光伏发电是利用闲置屋顶和空地建设可持续发电收益的新能源产业，结合国家补贴政策，将一次性投资改变为可持续30年稳定收益，响应了国家节约资源和保护环境的基本国策。太阳能光优发电项目节能环保无污染，既加快了能源结构调整步伐，又提高了清洁能源开发生产能力。具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择，在长期的能源战略中势必成为新能源主力军。

二、项目发展规划

（一）项目建设条件

1.场地限制低，规模灵活；建设周期短，收益快捷。双山梁村属典型的梁峁山区，常住人口稀少，大面积的土地，荒山，林地，农舍等这些资源基本处于闲置状态或者废弃状态。再如，务农和打工作为双山梁村收益途径，村民收益模式单一，而光伏发电的出现让这些废弃资源再利用，传统单收益模式变得多样化。项目场址年均水平太阳总辐射量在6058.J/n2以上，因地制宜利用废弃土地、荒山、荒坡、农民房屋等建设分布式光伏电站。

2.政策扶持力度大。国家出台多种政策，引导光伏产业发展。大力度政府补贴，促进多元方式光伏发电建设。

3.新能源需求市场大。“十三五”能源战略规划，光优发电迎春天，挖掘农村绿色商机，实现村民过去花钱买电为如今卖电花钱的转变。

(二)项目建设内容

1.本项目设计在双山梁村巴胡梁社、马家梁社，利用闲置空地或屋顶建设安装太阳能光优发电系统，项目类型为并网太阳能光伏发电系统，总装机容量为100 KWp。

2.太阳能光伏发电系统主要由光伏组件、防雷汇流箱、交直流配电柜、光伏逆变器、光伏支架、监控系统、电缆等组成。3.系统设计安装100 KWp薄膜非品硅太阳能光伏组件。4.系统逆变器采用国内知名品牌，将光伏组件产生的直流电逆变成380V的交流电，优先发展壮大村集体经济，将收益部分用于解决本村贫困户等生活用电及其他惠民费用支出，然后将余电并入电网赚钱。

5.光伏方阵安装采用30°最佳倾角安装，光伏支架系统采用热镀锌C型钢。

6.系统配置一套监控系统，对系统发电量，环境参数、设备状态等进行监控，保证系统正常运行。

光伏发电项目的收益主要用于本村村集体经济的收入。(二)新能源产业+农业优势 可将收益部分用于 1.贫困户自用生活费。2.村民活动资金费用。3.农业建设基础费用支出。

现申请双山梁村太阳能光伏发电项目产业建设资金100万元，用于购买安装太阳能光伏发电设备100千瓦，年平均发电量预计182500度电，预计最低收益(120000元/年。项目收益最长8年回本，连续稳定收益长达30年，共预计创收250万元。

特此申请。

双山梁村党支部

太阳能光伏发电技术 篇3

【关键词】太阳能光伏发电；光伏电池

将光能转变为电能的光伏技术是一项非常重要的技术。相对而言，目前这项技术的发展还处在初期阶段，到2030年之后将会有很稳定和很高的增长率，会成为可行的电力供应者。

光伏发电技术已有几十年的发展历史，全世界的光伏实验室也有几百家，一直处于一种高研究、低生产的状态，不乏出色的科研人才。在国内，虽然光伏产业在近几年有了很大发展，但大多技术落后、设备陈旧，而且多数是直接引进技术和人才，这个局面直接限制了我国光伏科研水平的提高。

日本从1995年开始就已经实施了政府对光伏发电的补助计划，从而促使日本的光伏产业在后来几年的时间里，得到了长足的发展，太阳能电池产量几乎占了全球总产量的1/2；德国也出台了对光伏产业的优惠政策，使光伏产业迅速发展壮大，目前德国太阳能电池的产量已经超过全球产量的1/4。从日本、德国的例子来看，在这个领域，政府的推动非常重要。现在，西班牙、美国各州以及其他许多发达国家都开始用政策激励的方式大规模发展本国的光伏产业。中国虽然是发展中国家，但政府历来重视新能源的开发和利用，《可再生能源法》这时候能够出台也是顺应了时代要求，时机选择非常准确，充分证明了中国政府在能源和环保问题上的态度是明智的。

作为屋顶光伏发电工程的主角，上海市政府、江苏省政府等无疑为国内各省的光伏普及做了表率。但有关专家们认为，光伏发电因为成本高而无法与常规能源竞争的时候，政府采用的补贴电价、规定电网企业收购比例等扶持办法，对启动光伏发电规模市场将起到很好的带头、促进作用。

其实，此种方法在国外早就有了先例。2004年，德国实施“购电法”安装了10万个太阳能屋顶；日本采用“补贴法”安装了近7万个太阳能屋顶，并计划到2010年，安装100万个太阳能屋顶；此外，美国加州50%的新建住宅都要安装太阳能屋顶；西班牙、意大利等许多发达国家先后出台高价收购太阳能光伏电力的政策，鼓励居民安装太阳能屋顶。据了解，“上海十万太阳能屋顶计划”很可能采用日本的模式---初装“补贴法”，这正是“他山之石，可以攻玉”之所在。

国外的实践证明，光伏发电的成本在技术发展的推动下，正在努力突破高成本的制约瓶颈。如果在技术和规模上再有大的突破，中国的光伏产业赶超日本、欧洲等国家将大有可能。有专家预测，在“十一五”期间，很可能会出现国外光伏产业链大规模向中国转移的浪潮，这无疑会给中国经济注入新的活力因素。光伏发电有望在30年内成为中国重要的电力能源之一。

中国光伏，由说到做

2008年北京奥运会提出了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的理念，光伏发电开始融入奥运建筑。目前，环保、健康已经成为每个中国人关注的话题。

清华大学BP清洁能源研究和教育中心主任李钲认为，全球问题是气候问题，但对中国来说，常规的污染是主要问题。据了解，我国虽然不是全球最大的汽车使用国，却是全球第二大石油消耗国。从我国单车油耗量来看，我国平均单车所耗油的实际值是2.28吨，比美国高10%～20%，比日本高出1倍。不可否认，中国正在一天天地繁荣起来，但同时环境污染也在一天天加剧。全国大多数地区较差的空气质量就是我们依赖煤炭、石油等燃料的恒定指示物。

上海等城市的太阳能屋顶工程，无疑在能源应用方面迈出了很大一步。据了解，仅上海的“十万屋顶”并网光伏系统，每年至少发电4.3亿千瓦时，这不啻为一个天文数字。据相关部门统计，每生产1千瓦时电，大约需要350克左右的煤，4.3亿千瓦时电就相当于给能源紧缺的中国每年节省2万吨左右的煤炭资源。

由深圳市政府投资6188万元建设的太阳能光伏电站，是目前亚洲最大的并网太阳能光伏电站，它的建成昭示着我国利用太阳能发电的美好前景。该电站于今年2月开始承建，8月建成发电。电站采用国际上最先进而又成熟的技术，迄今运行状况良好，并通过业主、设计、监理、质检、供电等相关部门的验收。电站总容量达1兆瓦（即MWp，太阳能光伏发电专业术语），年发电能力约为100万千瓦时，运行20年后仍具发电能力。专家们称，这一电站是我国并网光伏发电领域的成功典范，填补了我国在大型并网光伏电站设计和建设的空白，具有里程碑式的意义。

从《可再生能源法》的颁布到“十万屋顶工程”的启动，再到太阳能光伏电站的建立，中国的光伏产业已经从“说”走向了“做”，把建设“绿色城市”、“可持续发展”城市真正的第一次落在了实处，也是中国太阳能发电普及应用的添彩之笔。

参考文献：

[1]王长贵，王斯成，太阳能光伏发电实用技术，北京：化学工业出版社，2005

[2]于静、车俊铁、张吉月，太阳能发电技术综述，世界科技研究与发展出版社，2008年版。

[3]高嵩、侯宏娟，太阳能热发电系统分析，华电技术出版社，2009年版，国防工业出版社，1999年版

分布式光伏发电市场发展 篇4

光伏发电是一类新兴的可再生能源发电形式, 是一种环境友好的发电方式, 不利用煤油等燃料, 绿色环保, 没有转动式组件, 维护简单, 其设计模块化, 决定了其业务范围变化自由, 根据现场的要求调整系统的能力和其他突出的优势。伴随着光伏行业的迅速发展, 已有诸多学者针对太阳能发电系统进行了详尽的研究[1]。

我国已明确提出了鼓励在中国东部地区修建能够与住宅结合的分布式光伏发电系统。因此, 未来的重要研究方向必定会落在分布式光伏发电行业上。在此背景下, 本文介绍了光伏发电系统的分类、系统程序、结构的主要组成部分和方式。

1 分布式发电定义

现在我国分布式能源系统的两个标准, 能源系统的定义:只要在35k V及以下电压的电网连接, 在20m W和下面的单体规模, 同一配电台区内被消纳电力可规划在同一类别分布区内[3]。实际上分布式更多定义的还是并网侧电压在10KV以下用户, 单个并网点在6MW以内并网时采用自发自用形式的分布式电源类别。

2 国内分布式光伏发电市场发展现状

2.1 自发自用余电上网

从406号的文本中, 分布式有两种类型的补贴, 即自发自利用互联网和基准价格补贴, 但基本上是前者应用更为广泛。根据能源局对分布式光伏发电按照电量补贴的政策通知文件, 现在大部分都是在自发自用的基础上再加上度电补贴, 如果有多发、用不掉的的电要余电上网, 那就是根据余电上网的价格再加上度电补贴。

2.2 全额上网

分布式光伏项目可选择三种模式:如果选择“全额上网”方式[2], 对应的光伏标杆电价为0.95元/k Wh;如果你选择自发自用, 互联网, 国家给予0.42元/千瓦时的价格补贴, 都自发自用, 基本电价为售电价格, 再加上国家电价补贴之和。

2.3 分布式政策补贴

一直以来, 我们所说的分布式光伏政策令人满意, 主要是指额外的地方政府补贴政策。事实上, 每一个省和县, 甚至一些地方的一些城镇, 为电力补贴的程度是一个相应的政策。

这些省份更多的是在一些地方光伏发电能力, 首先是消化的光伏发电能力, 第二个地方的清洁能源的比例有很大的好处。这是更多或从GDP能耗的比例, 在这些地区的清洁能源的比例, 政府认为, 使用一些补贴, 以鼓励市场, 促进市场的积极性。

2.4 分布式收益

2.4.1 自发自用比例

从能源行业的角度来看[3], 更关心的是自发自用。因此, 对于自然使用的发电厂, 最重要或关注的比例自发自用。如果该比率太低, 这将导致更多的收入从脱硫的煤炭价格, 而脱硫的煤炭价格比以前的价格购买电价低得多。因此, 我们在分布式的位置, 更多的是看当地的功率曲线和电力负荷曲线, 以尽量减少之间的差异, 所以我们将提高自住比例, 提高了我们的收益率。

2.4.2 依托基础的存续性

而收益其中的一个点, 就是依托基础的存续性。这可以分为两个方面, 一个是屋顶本身的存在[4], 即屋顶的承重和拆卸的问题, 另一个是, 业主可以生存25年不会跑掉。所以至少在20年的PPA可以保证收入。对于业主的生存, 我主要集中在是否业主的行业景气, 信誉的整体业务和使用的电气稳定性, 生产稳定, 是否为订单性生产。

3 国内分布式光伏发电市场发展趋势预测

(1) 地面光伏电站将在2年时间内到达发展瓶颈, 市场中心逐渐向分布式市场转移;

(2) 东面地面光伏电站可利用的土地快速消耗;

(3) 社会整体用电量增速下滑, 电源需要贴近用户需求侧并具备精细化调度能力, 分布式电源优势凸显, 其中利用形式最简便、最安全的形式即分布式光伏发电[5];

(4) 社会融资成本持续下降, 资产荒成为新常态, 电站20年不变稳定现金流成为稀缺资源;

(5) 分布式光伏电站的应收账款不稳定因素逐一解决 (走向全额上网时代, 实现补贴实时结付) ;

(6) 分布式电站运营数据逐渐健全, 光伏收益型保险出现, 各类“阳光贷”产品出现;

(7) 银行逐渐认可分布式光伏资产, 银行可贴现性产品和系统集成商短名单出现;

(8) 新电改带来的市场化效应, 为分布式光伏大规模走进小型工商业和户用屋顶奠定基础;

(9) 十三五配网改造的推进为分布式光伏参与售点和整个能源互联网的建设奠定硬件基础;

(10) 分布式光伏发电项目走向小型化, 在储能系统的配合下成为智慧能源的中坚力量;

(11) 社会资本流向符合大数法则的分布式光伏电站资产包的资产证券化产品;

4 结论

在国内不断鼓励发展分布式光伏发电的前提下, 本文对分布式光伏并网发电系统进行了综述性的描写, 分别介绍了我国光伏发电市场的定义标准、发展现状和发展前景。重点分析了分布式光伏发电市场的规划和实施情况, 为以后分布式光伏系统的设计提供了理论支持。

摘要：介绍了国内对分布式光伏的研究状况;分析了分布式光伏发电市场的历史和发展现状;总结了现有分布式光伏市场的价格补贴政策和收益情况, 并预测了光伏市场的发展前景, 为以后分布式光伏电站的设计提供理论支持。

关键词：光伏发电,分布式,光伏并网,上网电价补贴

参考文献

[1]刘建涛, 张建成, 马杰等.储能技术在光伏并网发电系统中的应用分析[J].电网与清洁能源, 2011 (07) :62-66.

[2]李定安, 吕全亚.太阳能光伏发电系统工程[M].北京:北京工业大学出版社, 2012.

[3]冯垛生.太阳能发电原理与应用[M].北京:人民邮电出版社, 2007.

[4]程志冲.光伏发电并网逆变控制技术[D].华北水电水利学院, 2012.

分布式光伏发电的总结 篇5

分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。

目录 1概述

2特点

3解决方案

应用场景解决方案方案特点 4国家补贴政策

5各国发展 德国西班牙中国 6服务意见

7影响

1概述

分布式光伏发电

分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在城市建筑物屋顶的光伏发电项目。该类项目必须接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。

2特点

分布式光伏发电具有以下特点： 一是输出功率相对较小。一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量在数千瓦以内。与集中式电站不同，光伏电站的大小对发电效率的影响很小，因此对其经济性的影响也很小，小型光伏系统的投资收益率并不会比大型的低。

二是污染小，环保效益突出。分布式光伏发电项目在发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染。

三是能够在一定程度上缓解局地的用电紧张状况。但是，分布式光伏发电的能量密度相对较低，每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100瓦，再加上适合安装光伏组件的建筑屋顶面积有限，不能从根本上解决用电紧张问题。四是可以发电用电并存。大型地面电站发电是升压接入输电网，仅作为发电电站而运行；而分布式光伏发电是接入配电网，发电用电并存，且要求尽可能地就地消纳。

3解决方案

应用场景

分布式光伏发电系统应用范围：可在农村、牧区、山区，发展中的大、中、小城市或商业区附近建造，解决当地用户用电需求。解决方案 分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。

分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。方案特点

系统相互独立，可自行控制，避免发生大规模停电事故，安全性高； 弥补大电网稳定性的不足，在意外发生时继续供电，成为集中供电不可或缺的重要补充；

可对区域电力的质量和性能进行实时监控，非常适合向农村、牧区、山区，发展中的大、中、小城市或商业区的居民供电，大大减小环保压力；

输配电损耗低，甚至没有，无需建配电站，降低或避免附加的输配电成本，土建和安装成本低；

调峰性能好，操作简单；

由于参与运行的系统少，启停快速，便于实现全自动。

4国家补贴政策

《分布式光伏发电补贴政策》

最新的分布式光伏发电补贴政策在国内部分地区相继出台，其补贴力度超过业内预期。其中嘉兴光伏产业园对建成的分布式项目给予每度电2.8元的补贴，在行业上下引起震动。在嘉兴之后江西、安徽等地关于个人分布式光伏电站补贴政策也先后出炉。新能源行业分析师认为，分布式光伏发电政策力度超预期，将有利于分布式光伏电站市场加速发展。

6月18日举行的“2013长三角嘉兴投资贸易洽谈会暨嘉兴太阳能光伏产业投资推介会”上传出，嘉兴光伏产业园内建成的个人分布式项目将得到每度电2.8元的补贴，补贴三年，逐年下降5分钱。“平均下来，三年半就可以收回成本。”业内人士戏称，这下全国人民都要去嘉兴建分布式电站了。

除了嘉兴光伏产业园，桐乡市出台的《关于鼓励光伏发电示范项目建设的政策意见(试行)》给予的补贴同样丰厚。桐乡市提出对装机容量0.1兆瓦以上的示范工程项目实行“一奖双补”。首先给予投资奖励，即对实施项目按装机容量给予每瓦1.5元的一次性奖励;其次是发电补助，政府对光伏发电实行电价补贴，建成投产前两年按0.3元/千瓦时标准给予补贴，第三至第五年给予0.2元/千瓦时标准补贴;此外桐乡市还鼓励屋顶资源出租，对出租方按实际使用面积给予一次性30元/平方米的补助。

江西省则以实施屋顶光伏发电示范工程的形式给予专项资金补助。补助标准考虑国家政策、光伏组件市场价格等因素逐年调整，一期工程将补贴4元/峰瓦，二期工程暂定3元/峰瓦。居民自建屋顶光伏发电示范工程将获得4000元左右的补贴。

新能源行业资深分析师表示，各省市补贴标准普遍在国家补贴的基础上给予0.25-0.3元/度的补贴。国家层面期限长达20年的补贴方案也将很快出炉，预计为0.45元/度。国务院常务会议关于加快光伏行业健康发展的六项措施中已经明确要求全额收购光伏发电量，再加上补贴力度较大，将带动个人投资屋顶光伏发电项目的积极性。从而能消化掉部分过剩产能，曲线驰援国内光伏制造行业。已知的出台地方性分布式光伏发电补贴的地域有： 嘉兴：光伏产业园内建成的个人分布式项目将得到每度电2.8元的补贴，补贴三年，逐年下降5分钱。桐乡：对装机容量0.1兆瓦以上的示范工程施项目按装机容量给予每瓦1.5元的一次性奖励；其次是发电补助，政府对光伏发电实行电价补贴，建成投产前两年按0.3元/千瓦时标准给予补贴，第三至第五年给予0.2元/千瓦时标准补贴。合肥：居民自家建光伏发电项目或企事业单位建设光伏停车场，项目投入使用并经验收合格后，按装机容量一次性给予2元/瓦补贴，另外按照发电量给予每度电0.25元的补贴。江西：以实施屋顶光伏发电示范工程的形式给予专项资金补助，一期工程将补贴4元/峰瓦，二期工程暂定3元/峰瓦。

5各国发展

德国

德国可再生能源法规定了光伏发电的补贴办法，对于屋顶光伏和地面光伏等各类光伏发电的应用模式，其规模不同，补贴力度不同。

该国2012年最新修改的法律规定，光伏发电的上网电价从17.94欧分每千瓦时到24.43欧分每千瓦时。该国还规定，未来12个月内如果安装容量超过350万千瓦，上网电价下降3%；如果超过750万千瓦，上网电价下降15%。要求100千瓦以上的分布式电源必须安装远程通信和控制装置，以便调度实时了解其出力，并且可以进行调度。

该国已经开始采取一些间接措施来满足分布式电源接入配电网的要求，如升级改造接入点的上级变压器，重新配置馈线的电压条件和控制设备等。西班牙

西班牙要求某一区域安装的分布式电源的容量为该区域的峰值负荷的50%以下，尽量避免分布式电源反送电。[2] 中国

中国从2009年开始实施特许权招标，推动地面大型光伏电站建设。[3] 国家发展改革委副主任、国家能源局局长吴新雄指出，要抓紧落实国务院关于促进光伏产业健康发展指导意见的要求，大力开拓分布式光伏发电市场，促进光伏产业健康发展。

他同时强调，各地要充分认识光伏发电的重要性，准确把握光伏产业的发展形势，抓住光伏产业的发展机遇，把大力推动分布式光伏发电应用作为一项重要工作。重点在经济发达地区选择网购电价格高、电力负荷峰谷差大、补贴相对少、用电量大且负荷稳定的工业园区，按照“自发自用、就地消纳”原则开展分布式光伏应用示范。发展现状

光伏产业产能过剩的矛盾由来已久。中国光伏组件产量自2007年以来，连续5年位居世界第一。2011年，中国光伏组件产量是当年新增安装容量的10倍，90%的光伏组件需要销往国外。

中国光伏产业严重依赖国外市场的风险在欧美“双反”时暴露无遗。为挽救中国光伏产业，国家2012年以来连续出台政策支持分布式光伏发电发展。为了响应国家政策，国家电网公司发布分布式光伏发电相关管理办法，为促进分布式发电的快速发展奠定了坚实的基础。

分布式光伏发电近3年呈现爆发式增长。中国从2009年开始了“金太阳”工程和光电建筑示范项目，给予分布式光伏发电系统补贴，并按照投资规模的大小，确定补贴额度。截至2011年年底，国家已公布的光电建筑示范项目规模约为30万千瓦；“金太阳”工程已公布的规模约为117万千瓦。分布式光伏发电爆发式增长，但与之相关的规划、设计、施工、管理和运行的标准、规范不健全，导致问题集中显现。

国家公布的相关规划提出，2015年分布式光伏发电要达到1000万千瓦。同时，明确提出鼓励在中东部地区建设与建筑结合的分布式光伏发电系统。因此，分布式光伏发电是未来的重要发展方向。[2] 并网发电

2012年年底，中国首个居民用户分布式光伏电源在青岛实现并网发电，从申请安装到并网发电，整个过程用了18天就全部完成。

2013年1月25日，北京市首个个人申请的分布式光伏电源顺利并入首都电网。据该用户介绍，如果能得到每度电0.4-0.6元的补贴，这样的小型电站的投资回报率将远高于银行利率。[4] 各省市已基本完成上报分布式光伏示范区方案，各省市补贴方案将陆续出炉。江西、安徽等地关于个人分布式光伏电站补贴政策已先后出炉。其中，合肥市规定居民自家建光伏发电项目或企事业单位建设光伏停车场。

6服务意见

1.分布式电源对优化能源结构、推动节能减排、实现经济可持续发展具有重要意义。国家电网公司（以下简称公司）认真贯彻落实国家能源发展战略，积极支持分布式电源加快发展，依据《中华人民共和国电力法》、《中华人民共和国可再生能源法》等法律法规以及有关规程规定，按照优化并网流程、简化并网手续、提高服务效率原则，制订本意见。

2.本意见所称分布式电源，是指位于用户附近，所发电能就地利用，以10千伏及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的发电项目。包括太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电等类型。

3.以10千伏以上电压等级接入、或以10千伏电压等级接入但需升压送出的发电项目，执行国家电网公司常规电源相关管理规定。小水电项目按国家有关规定执行。

4.公司积极为分布式电源项目接入电网提供便利条件，为接入系统工程建设开辟绿色通道。接入公共电网的分布式电源项目，其接入系统工程（含通讯专网）以及接入引起的公共电网改造部分由公司投资建设。接入用户侧的分布式电源项目，其接入系统工程由项目业主投资建设，接入引起的公共电网改造部分由公司投资建设（西部地区接入系统工程仍执行国家现行规定）。

5.分布式电源项目工程设计和施工建设应符合国家相关规定，并网点的电能质量应满足国家和行业相关标准。

6.建于用户内部场所的分布式电源项目，发电量可以全部上网、全部自用或自发自用余电上网，由用户自行选择，用户不足电量由电网提供。上、下网电量分开结算，电价执行国家相关政策。公司免费提供关口计量装置和发电量计量用电能表。

7.分布式光伏发电、风电项目不收取系统备用容量费，其他分布式电源项目执行国家有关政策。

8.公司为享受国家电价补助的分布式电源项目提供补助计量和结算服务，公司收到财政部门拨付补助资金后，及时支付项目业主。

9.公司地市或县级客户服务中心为分布式电源项目业主提供接入申请受理服务，协助项目业主填写接入申请表，接收相关支持性文件。

10.公司为分布式电源项目业主提供接入系统方案制订和咨询服务。接入申请受理后40个工作日内（光伏发电项目25个工作日内），公司负责将10千伏接入项目的接入系统方案确认单、接入电网意见函，或380伏接入项目的接入系统方案确认单告知项目业主。项目业主确认后，根据接入电网意见函开展项目核准和工程设计等工作。380伏接入项目，双方确认的接入系统方案等同于接入电网意见函。

11.建于用户内部场所且以10千伏接入的分布式电源，项目业主在项目核准后、在接入系统工程施工前，将接入系统工程设计相关材料提交客户服务中心，客户服务中心收到材料后出具答复意见并告知项目业主，项目业主根据答复意见开展工程建设等后续工作。

12.分布式电源项目主体工程和接入系统工程竣工后，客户服务中心受理项目业主并网验收及并网调试申请，接收相关材料。

13.公司在受理并网验收及并网调试申请后，10个工作日内完成关口电能计量装置安装服务，并与项目业主（或电力用户）签署购售电合同和并网调度协议。合同和协议内容执行国家电力监管委员会和国家工商行政管理总局相关规定。14.公司在关口电能计量装置安装完成、合同和协议签署完毕后，10个工作日内组织并网验收及并网调试，向项目业主提供验收意见，调试通过后直接转入并网运行。验收标准按国家有关规定执行。若验收不合格，公司向项目业主提出解决方案。

15.公司在并网申请受理、接入系统方案制订、接入系统工程设计审查、计量装置安装、合同和协议签署、并网验收和并网调试、政府补助计量和结算服务中，不收取任何服务费用；由用户出资建设的分布式电源及其接入系统工程，其设计单位、施工单位及设备材料供应单位由用户自主选择。

16.国家电网公司为分布式电源并网提供客户服务中心、95598服务热线、网上营业厅等多种咨询渠道，向项目业主提供并网办理流程说明、相关政策规定解释、并网工作进度查询等服务，接受项目业主投诉。[5]

7影响*****

1、对电网规划产生影响。分布式光伏的并网，加大了其所在区域的负荷预测难度，改变了既有的负荷增长模式。大量的分布式电源的接入，使配电网的改造和管理变得更为复杂。

2、不同的并网方式影响各不相同。离网运行的分布式光伏对电网没有影响；并网但不向电网输送功率的分布式光伏发电会造成电压波动；并网并且向电网输送功率的并网方式，会造成电压波动并且影响继电保护的配置。

3、对电能质量产生影响。分布式光伏接入的重要影响是造成馈线上的电压分布改变，其影响的大小与接入容量、接入位置密切相关。光伏发电一般通过逆变器接入电网，这类电力电子器件的频繁开通和关断，容易产生谐波污染。

分布式光伏发电储能问题的研究 篇6

【关键词】分布式光伏发电 储能 比较 发展方向

一、引言

在目前众多可再生能源与新能源技术开发中，潜力最大、最具开发价值的是太阳能、风能等分布式能源。太阳能是人类取之不尽、用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性，绝对的安全性，相对的广泛性，确实的长寿命和免维护性，资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。并网光伏发电是光伏发电的总趋势，并网光伏发电主要应用于荒漠的光伏电站和城镇的与建筑结合的城市化规模光伏发电，其中，城镇的与建筑结合的城市化规模光伏发电，即分布式光伏发电，将是未来城市建设与能源供给的一个重要途径。

但是技术和政策两方面的因素严重影响了并网式光伏发电的发展。为解决光伏并网在技术和政策上的问题，发展储能技术成了一个现实可行的办法。

二、国外储能市场快速崛起

随着各国对于光伏发电进行巨额补助，光伏上网电价与成本差距不断缩小，分散储能系统对于终端客户来说越来越重要。

目前，在光伏发电领域存储和消纳已经成为行业主要议题。以日本为例，2011年日本3.11福岛核事故以后，日本政府采取了“去核化”政策，日本核电逐步退出市场，而市场的反应是日本家用蓄电系统需求量快速上升。随着分布式光伏系统、屋顶系统及光伏农场的角色越来越重要，从2012年3月30日起，日本经济产业省对容量1kWh以上的蓄电系统给予1/3 的补贴，补助政策将在2013年底或支付额达到预算的 210 亿日元时截止。其市场规模到2020 年将达 450 亿日元，是 2010 年的 563 倍。

利用储能装置的蓄水池作用，将光伏发电的电能储存起来，再经过处理并入电网，既解决了光伏发电并网波动性的难题，提高了电能质量，也可以促进相关产业的发展。

三、中国储能市场快速跟进

近两年，储能在中国市场的热点应用集中体现在分布式发电及微网、风电场、光伏电站储能和电动汽车领域。

随着分布式光伏暂行办法、解决无电地区人口用电问题等政策的出台，国家开展了一系列的分布式微网项目，如西藏阿里光伏储能项目、青海玉树分布式光水蓄互补系统、东福山岛风光储柴项目、南麂岛微网项目等。储能在该领域的迅速发展，既是偏远地区无电人口用电问题亟须解决的迫切市场需求，也是中国政府产业政策推动的结果。

用户端“光伏+储能”的模式也是近两年的热点，用户可以实现能源的自给自足，削减电费，同时还可用作应急电源。该模式在日本和德国的市场比较成熟，比亚迪、力神等国内厂商的产品也成功打入了这两个海外市场。

储能在风电场和光伏电站领域的应用，主要体现在降低高比例可再生能源并网的不稳定性，提高可再生能源发电的利用小时数，有效解决严重的“弃风”“弃光”问题。

国家关于储能产业发展规划正在逐步建立中，应用示范的财政补贴也在逐步推进中。虽然还有许多问题有待解决，但在政府政策的支持下，在储能厂商、电力系统和有关科研院所的共同努力下，中国储能产业将得到持续不断的发展。

四、储能技术的比较

（一）磷酸铁锂电池

磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。磷酸铁锂电池具有八大优势：安全性能好、使用寿命长、高温性能好、大容量、无记忆效应、重量轻、环保以及适用于动力电池。

（二）钒电池

一般称为氧化还原液流电池，是一种正在积极研制开发的新型大容量电化学储能装置，正负极全使用钒盐溶液的称为全钒液流电池，简称钒电池。

作为当前储能的首选技术之一，全钒液流电池储能系统安全性高，在常温常压下运行时，电池系统产生的热量能够通过电解质溶液有效排出，再通过热交换排至系统之外；而且电解质溶液为不燃烧、不爆炸的水溶液，系统运行安全性高。

（三）飞轮储能

飞轮储能根据不同方式有很多应用，应用最广泛的是直接储存动能并应用动能，比如单冲程柴油机的飞轮。目前，尖端研究的方向是飞轮储存功能并转化为电能应用。飞轮储能装置与超级电容、电池等储能装置比较，其能量密度最大，但是功率密度比介于二者之间；超级电容的能量密度最小，功率密度最大；电池的能量密度介于二者之间，功率密度最小。同时，飞轮是纯物理储能，稳定可靠，对使用环境（温度、压力等）的要求低，然而它是三者中最昂贵的储能方式。

五、分布式能源储能的发展方向

基于对分布式能源特点和储能方式的研究，大规模分布式光伏发电储能设备必须满足三个基本要求：高安全性、生命周期性价比高及环境友好。

无论是化学电池储能方式还是纯物理储能，各有其优劣点。但是结合分布式光伏发电的特点，例如光伏发电系统受季节和日照高度影响，其生产的电能波动性很大，受整流和逆变的影响，电能质量不高，这就要求相关储能设备具有良好的可适应性、较长的循环使用寿命。钒电池与其他储能技术相比，全钒液流电池储能技术具有使用寿命长、环境友好、可以大规模发展、安全可靠等突出的优势，成为规模储能的首选技术之一，将在光伏储能领域具有广泛利用价值。

【参考文献】

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[2]李芬，陈正洪，成驰，等.武汉并网光伏电站性能与气象因子关系研究[J].太阳能学报，2012，33（08）：1386-1391.

[3]金强，史梓男，李敬如，等.光伏发电项目的国民经济评价[J].电力建设，2013，34（11）：87-90.

太阳能光伏发电并网控制研究 篇7

光伏产业最近几年得到了快速发展, 新型材料不断被研究出来, 光伏电池的生产成本不断下降, 效率也得到了较为明显的提高。与此同时, 电力器件朝着高频化高速发展, 也更加注重器件性能与价格之间的关系, 努力提高器件的性价比成为行业竞争的重要标志, 也因此光伏并网控制得到了重视, 并成为当前研究和推广的重要技术之一。光伏产业正向并网运行方式转变, 并网发电逐渐成为太阳能光伏发电的又一种新趋势。

太阳能光伏发电并网系统各方面的性能也取得了很大发展并趋于成熟。发达国家在并网发电技术及器件方面都取得了一定的成就, 如高频并网模块、多机并联、最大功率点跟踪等。

并网逆变器是太阳能光伏发电的核心部件, 发展各种性能的并网逆变器对并网起着至关重要的作用。其中, 最大功率点跟踪、孤岛效应和并网控制成为研究的热点。

1 光伏发电工作原理

1.1 并网光伏系统的容量设计

(1) 确定现场参数:包括太阳能光伏系统的安装容量、气象条件及地理环境、太阳能辐射值及每个月的平均值等。

(2) 计算方阵最佳倾角:实现太阳能辐射量的最大化, 这是光伏发电并网系统要考虑的重要问题之一。因为光伏并网发电系统是直接与电网连接, 电能能在发出之后被实时利用, 效率比较高, 因此, 要确定太阳能光伏方阵的最佳倾角, 实现太阳能全年的最大接收量。

(3) 确定性能比 (PR) :不同地方的太阳能光伏发电系统, 各种参数必然有所区别, 因此性能比也不尽相同。但随着研究的深入, 现在一般性能比确定在0.7左右。

(4) 发电量的估算:太阳能并网发电系统的发电量可用下面公式进行估算:

式中, Eout是全年并网光伏系统输出的电能 (kW·h) ;Ht为光伏系统接收的太阳总辐射量在一年中与标准时的太阳辐射强度G=1 000 W/m2相比后得到的最大光照时数 (h) ;P0为太阳能光伏系统的额定功率 (kW) ;PR为系统的性能比。

1.2 并网光伏系统与电网的连接

(1) “上网电价”方式:光伏并网系统输出的电能是输出端的电能 (即电网一侧) , 将输出端的电能全部接入电网, 而自己的用电则来自电网。国家为鼓励发展太阳能光伏发电系统, 通常是高价收购发出的电能, 而自己所用的电能则跟其他人一样, 享受同等的优惠政策。

(2) “净电表计量”方式:光伏系统发出的电能是接在进户电表之后, 即太阳能系统发出的电能首先供自己使用, 当有多余时才输入电网, 而在电能不够用的时候, 则使用电网的电能。

1.3 太阳能光伏发电的基本原理

太阳能电池是利用光电转化原理将太阳能转化为电能。工作原理以P-N结为基础, 每片光伏电池都有自身的电压, 大约为0.5V。输出电流还与温度的变化、光照强度、光伏电池的大小和连接方式有关, 为了使输出功率能够大一些, 要将很多光伏电池通过串并联的方式组成光伏阵列。

半导体P-N结的势垒区存在着较强的内建静电场, 当太阳光照射P-N结时, 在电场的作用下做漂移运动, N型半导体区的电子留在N区, 空穴流向P型半导体区, 电子成为多数载流子;而P型半导体区的空穴留在P型半导体区, 电子流向N型半导体区, 空穴成为多数载流子, 在电场的作用下, 一旦接负载即可产生直流电流, 如图1所示。

2 太阳能光伏发电并网控制

2.1 并网控制的目的与方式

光伏发电系统将发出的电能与电网连接, 而电网电压与接入的电流存在相位差, 控制的直接目的是使并网的电流与电压的相位差为0, 这也是控制的主要目的。其原理如图2所示。常见的控制方式有电压控制和电流控制。

2.2 并网控制方法

太阳能光伏发电发出的电能是直流电, 需要经过一系列转化才能并网, 例如逆变、控制、检测和保护等。一般情况下, 逆变器要和控制器结合起来共同控制电能的并网。当然, 光伏并网需要多项技术, 属于高新技术, 发展并网逆变控制器, 对光伏发电技术起着非常重要的作用。

(1) 在光伏发电并网系统的运行中, 逆变器处理过的电能要输出为正弦电流, 对电网没有冲击, 且必须满足电网规定的相关指标, 如高次谐波必须控制到最低, 以减少对电网的冲击;不能有直流分量, 当然也不能对电网造成谐波干扰等。

(2) 当太阳能光照强度发生变化时, 也要求逆变器能根据光照和负载的变化高效运行。

(3) 太阳能电池输出功率与很多因素相关, 如光照、温度、负载的变化等, 这就要求逆变器要有最大功率跟踪功能, 从而使其能进行自我调节, 来实现最佳运行。

(4) 在特定场合下要求在电网断电的情况下, 也依然能提供电能。

并网逆变电流控制法是由一个电流反馈控制内环实现的, 图3所示为电流控制并网光伏逆变器的基本结构。光伏电流逆变器的原理是使输出电流跟随参考指令电流信号, 这个电流信号是由MPPT策略和电网电压相位决定的。经过比较实际的瞬时相电流ia、ib、ic和参考指令电流信号ia*、ib*、ic*, 信号通过电流控制器处理之后产生开关控制信号sa、sb、sc控制逆变器工作。光伏并网控制的核心之一就是电流控制器, 电流控制策略的好坏关系着并网系统性能的优劣性。

2.3 并网光伏发电的优点

太阳能光伏发电并网技术是将发出电能通过处理后与电网连接, 这种方式有许多优点:

(1) 发出的电能直接与电网连接, 不再使用蓄电池储能, 节约了太阳能光伏发电的投资成本, 使发出的电能成本明显降低;而且也提高了系统的稳定性, 不再考虑蓄电池可能出现的状况;当然也有利于环境保护, 因为没有蓄电池的污染了。

(2) 光伏并网发电分散发电供电, 进出电网灵活, 可以增强电网的稳定性, 有利于提高电力系统在自然灾害等异常条件下的抵抗力, 也有利于平衡电力系统的负荷, 从而降低电力系统的损耗。

(3) 光伏电池可以安装在建筑物上, 节约了占地面积, 而且基本对建筑物没有影响, 增加了建筑物的利用率。

3最大功率点跟踪

3.1 最大功率点跟踪技术

光伏电池输出特性是非线性的, 而且受光照强度和环境温度影响较为明显。在任何光照强度和环境温度下, 光伏电池都存在一个最大功率输出点。此外, 负载变化将影响光伏器件的输出功率。因此, 提高光伏发电系统效率的方法之一就是及时调整系统负载特性, 即调整光伏电池的工作点, 使之工作在最大功率点, 即使在不同的光照和温度下, 也可使光伏电池工作在最大功率点附近, 这一过程称为最大功率点跟踪。最大功率点跟踪系统结构原理图如图4所示。

3.2 基于参数选择方式的间接控制法

开路电压比例系数法是为克服温度对系统的影响, 由恒定电压法改进而成的。通过光伏电池的外特性可知, 光伏电池的最大功率点电压Um在不同的光强和温度条件下, 将随光伏电池的开路电压Uoc变化而变化, 且两者之间存在着近似线性的关系:

其中, ku为开路电压比例常数, 对于不同的光伏电池, ku有不同的值, 一般为0.7左右;Uoc可以通过周期地将光伏电池和负载断开来测量, 用此方法即可计算出最大功率点电压Um。

这种方法的优点是:就原理来说, 比较简单, 系统控制的设计可以用简单的模拟电路实现, 控制结果也具有很强的抗扰动能力, 即使因采样错误或外界强烈干扰出现系数偏差, 也能在下一个控制周期得以修正。缺点是:由于最大功率点电压和开路电压之间采用的只是个近似的比例系数, 所以光伏电池并不是工作在真正意义上的最大功率跟踪点上。

3.3 基于采样数据的直接控制法

电导增量法是通过比较光伏电池的瞬时电导和电导的变化量来实现最大功率跟踪的一种控制算法。由光伏电池的功率—电压输出特性可以看出其是一个单峰值的曲线, 最大功率点处于曲线顶点。

其中, , 在最大功率点处;, 在最大功率点左侧;, 在最大功率点右侧。

电导增量法正是利用光伏电池工作在最大功率点时输出电导的变化量等于0的原理, 通过比较光伏电池的电导增量和瞬间电导值来改变控制信号。在实际使用电导增量法时, 需要给出一个合适的阈值E, 并设定时系统工作于最大功率点, 当电导增量变化小于这个阈值时, 无需改变工作点;当电导增量变化大于这个阈值时, 则要相应变化工作点。所以选择合适的步长和阈值非常关键。调节步长的大小, 可决定跟踪速度和在最大功率点附近来回波动幅值。对于幅值的大小, 理论上越小越好, 越小则越能接近最大功率点。但实际中, 阈值若设置得太小, 系统很可能会永远达不到稳定, 始终在一定的范围内震荡。

这种方法的优点是:控制精确度较高, 响应速度相对较快, 光伏电池输出电压能够跟踪变化, 而且较为稳定。缺点是:对控制系统的硬件要求比其他方法要高, 且对传感器精度和系统各个部分的响应速度要求也非常高, 所以造价相对高一些。

4 结语

本文介绍了太阳能光伏发电的工作原理, 提出了太阳能光伏发电的并网方式、要求等, 对光伏并网发电系统与电网连接方式作了阐述, 光伏发电系统将发出的电能与电网连接, 而电网电压与接入的电流存在相位差, 控制的直接目的就是使并网的电流与电压相位差为0, 这也是控制的主要目的。最大功率点跟踪技术在光伏并网发电系统中起着举足轻重的作用, 大大提高了电能并网的效率。希望通过本文对太阳能光伏发电并网控制的研究, 能促进太阳能光伏并网发电技术发展, 提高能源利用率, 从而为更好地推广太阳能技术打下基础。

参考文献

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[5]杨贵恒, 强生泽, 张颖超, 等.太阳能光伏发电系统及其应用[M].北京:化学工业出版社, 2011:155-185.

分布式屋顶光伏发电系统设计 篇8

1 设计参数设定

南昌地区普通家庭负载一般包括:6个20W电灯, 每日工作4小时;1台120W电视机, 每日工作5小时;1台100W的电脑, 每日工作4小时;1台200W的电冰箱, 日耗电量0.8k W·h;1台300W的洗衣机, 每日工作0.5小时;2台制冷功率为1600W的空调, 日耗电量每台2k W·h;考虑到手机充电器等小型电器, 增加预期用电负荷5%。

通过上述分析, 家庭用电负荷约为4.2k W, 日均用电量约为6.8k W·h。考虑到向公共电网买电卖电的价格差异和用电设备的使用同时系数[2], 本文将以负荷约为3k W, 日均用电量约为5k W·h作为分布式光伏发电系统的设计数据。

2 逆变器的选型配置

逆变器的功能主要是将光伏方阵所发的直流电转换为负载所需的交流电。由于负载的用电总功率大于逆变器总功率的80%时, 逆变器将会发热过度, 进而缩短逆变器的使用寿命[3], 因此配置的逆变器功率应大于3.75k W, 选用合肥阳光电源有限公司的型号为SG4KTL, 容量为4k W的逆变器, 其具体技术参数如表1。

3 控制器的选型配置

用于分布式光伏发电系统的控制器既可以控制蓄电池充放电, 又可以控制与公共电网的接驳。为了便于单体蓄电池的串并联, 考虑蓄电池直流侧电压设计为48V, 选用南京特玛亨能源有限公司的L系列电压等级为TM48V的光伏控制器, 其具体参数如表2。

4 蓄电池的设计与选型

考虑到太阳能发电在白天有光照时进行, 居民用电高峰又集中于晚上, 需要配备相应容量的蓄电池组。蓄电池组容量的计算公式为:

其中L是负载日均耗电量, 单位为k W·h;D是储能天数, 1d;TO为温度修正系数, 本文涉及的最低温度不低于-10℃, 取1.1;DOD为蓄电池放电深度, 采用铅酸蓄电池, 一般取0.75;Ka为包括逆变器等交流回路电力传输损耗, 取0.9。代入数据计算出蓄电池组容量为8.15k W·h。

一般选用标称电压为12V单体蓄电池串联得到蓄电池侧电压48V, 则蓄电池安时数为170A·h, 蓄电池组串联数为4;选用标称容量为180A·h的蓄电池并联得到蓄电池的总容量, 则蓄电池组的并联数为170/180=0.94, 取整数1, 所以蓄电池组为4块全部串联。选用广州志成冠军集团有限公司的型号为NP180-12的阀控式铅酸免维修蓄电池, 其单体蓄电池参数如表3。

分布式光伏发电系统蓄电池储能不能满足用电负载时, 可以从公共电网获取市电。

5 光伏方阵的设计与选型

组成光伏方阵的光伏组件主要有单晶硅组件、多晶硅组件和非晶硅组件等, 晶体硅光伏组件光电转换效率较高, 性能稳定, 后期扩容方便, 是光伏市场的主流。多晶硅性价比高, 因此选用常州天合能光有限公司型号为TSM-PC05的多晶硅光伏组件, 其具体参数如表4。

5.1 光伏方阵串并联设计

因单个光伏组件电压和功率有限, 必须串并联才能满足系统电压和功率的需要。串联时最高工作电压不能低于逆变器最大功率点的最小电压, 否则会出现逆变器功率失真;最低温时组件开路电压不能低于逆变器的最大输入电压, 否则可能会引起逆变器损坏[4]。

光伏组件的串联数NS可由下式计算[5]:

式中Vdcmax为逆变器允许的最大输入直流电压;Voc为光伏组件的开路电压;Vpm为光伏组件的工作电压;Vmpptmin为逆变器MPPT处的最小电压;Vmpptmax为逆变器MPPT处的最大电压;KV为光伏组件的开路电压温度系数;KV'为光伏组件的工作电压温度系数;t为光伏组件工作条件下的极限低温, 本文取-10℃;t'为光伏组件工作条件下的极限高温, 本文取50℃。

根据逆变器、光伏组件和当地实际情况, 由式 (2) 、式 (3) 可确定组件的串联数为4.7≤NS≤13.3, 选择7片组件串联, 每片组件功率245W, 每串组件功率1715W。并联支路数Np=3000/1715=1.75, 取2并。光伏方阵组件总数为7×2=14片, 总功率为245×14=3430W, 小于逆变器的最大输入功率4300W, 所以此光伏发电系统的装机容量为3430W。

5.2 光伏方阵安装角度

为了获得最大发电效率, 可以安装逐日跟踪系统, 让光伏方阵始终处于太阳光直射下, 但对于小型分布式光伏发电系统来说成本很高, 所以采用固定支架式安装。本文南昌市安装地点为纬度为28.4°, 最佳倾斜角Q顷为28.4°+5°=33.4°。实际安装过程中, 在不影响光伏方阵发电效率, 可以兼顾安装的方便性, 适当调整倾斜角。

5.3 光伏方阵阵列间距

在平面屋顶进行光伏方阵的安装时, 为了避免前后组件阴影遮挡而引起热斑效应, 一定要选择合适的阵列间距。先要得到太阳高度角α和方位角β的相关数值, 计算公式为:

式中, φ为纬度, δ为太阳赤纬, 取冬至日-23.5°, ω为时角, 取9:00时角45°。可以算得tanα=0.4119、cosβ=0.7127, 代入下式:

式中D为阵列间距, L为组件长度, 可以算出D=0.823L。实际布置时可以根据现场施工情况调整阵列间距, 在满足最佳安装角度和阵列间距的前提下, 充分利用现有屋顶面积资源。

方阵安装布置时还要考虑屋面本身的承重、防水、抗风、防雷接地等问题, 可以采用不锈钢支架将所有组件连接为一个整体, 固定在屋面承重梁上, 也可以在屋面浇注水泥基础, 将支架固定在水泥基础上[6]。

6 结束语

本文对小型分布式平面屋顶光伏发电系统光伏方阵、蓄电池组、控制器、逆变器等进行了选型配置。依据不同地理气候条件和具体安装施工情况选择了光伏方阵的安装角度和阵列间距。通过上述公式辅以设定参数, 实现了整个小型分布式光伏发电系统的优化设计。

摘要：针对目前光伏发电系统的发展情况, 提出了小型分布式平面屋顶光伏发电系统设计过程, 介绍了控制器、逆变器的选择依据。依据不同地理气候条件和具体用电情况阐述了蓄电池组、光伏方阵容量计算公式, 光伏方阵的安装角度和阵列间距的计算公式。通过上述公式辅以设定参数, 实现了整个小型分布式光伏发电系统的优化设计。

关键词：分布式,光伏发电,屋顶

参考文献

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[5]杨洪兴, 周伟.太阳能建筑一体化技术与应用[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

浅议太阳能光伏发电系统 篇9

1 太阳能光伏并网发电系统的组成

并网光伏发电系统包括建筑光伏系统 (BIPV) 、地面光伏系统 (包括盐碱地、荒漠地、大型荒漠光伏电站等) 和并网光伏系统。

本文主要讨论的光伏并网发电系统就是把太阳能电池产生的直流电通过逆变器变成220V的交流电并接入商业电网。系统框图如图1所示。

2 太阳能电池

太阳能电池作为光伏系统中不可缺少的关键部件, 它的特征性能对整个系统都有着非常重要的影响。分析太阳能电池的特性, 了解其电气特性, 是开发一个光伏系统中的一个必要的步骤。它是利用半导体材料的电子特性把光能直接转换成电能的一种固态器件[2], 在光伏发电中占有极其重要的位置, 对它的研究是太阳能利用中最具发展潜力的研究课题之一。太阳能电池的伏安特性受到环境温度和阳光辐照度的影响, 是一个非线性元件, 它可等效为一个电压随日照强度, 环境温度变化且其等效内阻随外接负载电阻变化的电压源表示。

3 光伏系统控制器

在光伏系统中, 控制器也是一个很重要的组成部分。光伏控制器是协调系统各部分正常工作, 确保系统安全、可靠运行的电气装置。近些年来, 随着计算机技术的发展, 电气自动化技术也随之快速发展, 出现了各种各样的自动化装置。现在很多光伏系统都引入了这种多功能的、智能化的自动化控制装置, 也就是我们常说的光伏系统控制器[3]。

在光伏系统中, 光伏系统控制器能够自动地对光伏系统的多路模拟信号进行采集处理, 从而达到对整个系统的工作状态进行检测和保护的功能。它能够对系统运行中出现的偏差进行自诊断、分析、自校正, 使系统自动调整工作状态, 也可以监视某些关键器件的工作状况, 避免因为某些器件工作出现问题而影响整个系统的情况出现。除了基本的功能以外, 现在很多控制器都设计得非常全面周到, 在起到普通控制器作用的同时, 也是一个系统和人机信息交换的中介。在一些要求比较高的系统中的控制器, 例如光伏电站中用的控制器能够对整个系统的运行状态进行优化调整, 对工作状态进行实时监控、报告;也可以很好地对人为指令进行理解、执行和回复;自动协调系统各部分正常工作, 确保系统安全、可靠运行的功能。现在的光伏系统中, 根据用的场合以及系统对控制器的作用、功能等的具体要求, 往往开发适合自己的控制器。

4 光伏系统逆变器

在光伏系统中逆变器是将太阳能电池的直流输出电能转变为交流[3]。对于需要向交流负载供电或者需要将电能馈送到交流电网的光伏发电系统来说, 逆变器成为系统中不可缺少的重要部分, 目前主要应用于交流供电的家庭、村落等供电系统, 其他有应用于通信基站、部队、铁路通信、信号以及电网无法延伸的野外场所。

逆变器有两大类, 即独立运行逆变器和并网逆变器。我国目前的光伏发电系统差不多都是独立运行系统, 所用的是独立运行的逆变器, 它可以在远离电网的地区单独运行。本文主要讨论的是光伏并网逆变器, 并网型逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流, 一部分给当地负载供电, 剩余的电力将馈入商业电网。并网型逆变器通过内部的功率调节器将太阳能电池发出的电力最大限度地回馈给电网。

5 光伏系统平衡部分 (连接部分)

光伏系统平衡部件 (BOS) 指光伏系统中除光伏阵列以外的部分[3], 主要包括控制器、逆变器、最大功率跟踪器、工程数据采集、显示和远程监控、蓄电池、配电系统、支架和电缆等, 控制器和逆变器在前面已经涉及。平衡部件性能的改进对于提高系统的效率、可靠性, 提高系统的寿命、降低成本至关重要。加速百千瓦级控制器、逆变器的国产化进程, 研制高效、低成本的最大功率跟踪器和聚光系统, 并在大规模并网光伏示范项目中应用, 是平衡部件制造业的任务之一。

6 结语

本文对太阳能电池和光伏并网发电系统的基本原理进行了分析, 但是目前尚需需要解决太阳能电池转换效率低、光伏并网发电系统反应速度缓慢或功率损失等问题, 并对太阳能电池的输出进行最大功率跟踪。

参考文献

[1]宁铎, 高继春.发展太阳能光伏发电的意义及前景[J].西北轻工业学院, 2002, 20:1～3.

[2]刘恩科.光电池及其应用[M].科学出版社, 1989:336～340.

家用太阳能光伏发电系统设计 篇10

太阳能是一种重要的、可再生的清洁能源,是取之不尽、用之不竭的、无污染、人类能够自由利用的能源。太阳每秒钟到达地面的能量高达50万千瓦,假如把地球表面0.1%的太阳能转换为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012 kW·h,相当于目前世界上能耗的40倍。从长远来看,太阳能的利用前景最好,潜力最大。近30年来,太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展,成为快速、稳定发展的新兴产业之一[1]。

本研究给出了家用太阳能光伏发电系统的设计方法及施工要求。

1 太阳能光伏发电应用现状

太阳能转换为电能的技术称为太阳能光伏发电技术(简称PV技术)。太阳能光伏发电不仅可以部分替代石化燃料发电,而且可以减少CO2和有害气体的排放,防止地球环境恶化,因此发展太阳能光伏产业已经成为全球各国解决能源与经济发展、环境保护之间矛盾的最佳途径之一。目前发达国家如美国、德国、日本的光伏发电应用领域从航天、国防、工业转向了民用。德国的“百万屋顶计划”使许多家庭不仅利用太阳能光伏发电解决了自家供电,而且这些家庭还办成了一所所私人的“小型电站”,能够源源不断地向公用电网输送电能[2]。

近几年,我国光伏行业发展也非常迅速。政府对光伏发电较为重视,国家发改委实施“送电到乡”、“光明工程”等项目,地方政府陆续启动光伏照明项目工程。与此同时,偏远地区消费者逐渐认可光伏产品,越来越多的居民开始使用家用太阳能电源等产品。光伏应用市场发展较为迅速。但目前我国的太阳能光伏发电技术与国外相比还有很大差距,主要表现为生产规模小、技术水平较低、电池效率低、成本高。因此我国还必须不断改进技术,扩大生产规模,使我国的太阳能光伏发电产业更上新台阶[3,4]。

2 太阳能光伏发电系统结构

太阳能光伏发电系统是利用光伏组件半导体材料的“光伏”效应,将太阳光的辐射直接转换为电能的一种新型的发电系统。它的规模可大可小,在发电过程中不会排放污染物质,具有安装方便,没有噪音,整个寿命期间几乎无需维护等优点。太阳能光伏发电系统分为两大类,一类是太阳能光伏发电独立系统,另一类是太阳能光伏发电并网系统。太阳能光伏发电独立系统主要包括太阳能电池组件、控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器等部分,其结构如图1所示。

本研究设计的家用太阳能光伏发电系统为独立发电系统,而家用太阳能光伏发电系统一般安装在比较偏远或偏僻的地区使用。因此在设计过程中应充分考虑实际情况,一般应遵循经济适用原则,可靠性高、牢固耐用、容易维护、充分考虑地理、气候环境的影响[5,6,7]。

3 家用太阳能光伏发电系统设计

广西来宾市位于广西中部,地理坐标为北纬23°16′~26°29′、东经108°24′~110°28′之间,年平均日照1 760 h,接收太阳辐射量为100~110 cal/cm2,该地的平均日照时间为6 h。系统要求:蓄能天数为5天,蓄电池放电深度50%,转换效率85%;线损5%。

3.1 客户用电需求

太阳能光伏发电系统所要带动的负载包括:

4个15 W节能灯,日均工作6 h;1个100 W的21寸彩电,日均工作3 h;1个40 W交流电扇,日均工作4 h;其他小型电器、手机充电器等10 W,日均工作3 h。

3.2 蓄电池组的容积计算

蓄电池的容积是根据系统日用电量、蓄能的天数及蓄电池放电的深度来确定的,其计算公式为:

$C=\frac{L\times D}{D{\rm O}D\times E{}_1\times (1-E{}_2)}(1)$

式中:L—系统日耗电量,单位kW·h;D—估计最多无风无光照的天数,或要求的蓄能天数;DOD—蓄电池的最大放电深度,约50%~80%;E1—系统能量转换率,约80%~90%;E2—电力传输损失,约5%。

由此计算出C=4 454.9 W·h,若选择12 V的标称电压铅酸蓄电池单体,串联成24 V电池蓄电池组,根据电池组容量安时数等于所需瓦时除以电池组电压,得电池组的容量为:

$C^{\prime }=\frac{C}{24}=\frac{4454.9}{24}=185.6\text{A}\cdot \text{h}(2)$

由计算可得电池组总容量为185.6 A·h,所以采用广州恒达蓄电池厂生产的6GFM系列阀控制式全密封铅酸蓄电池,由4块100 A·h/12 V蓄电池先两两串联再并联组成此蓄电池组。

3.3 控制器选择

由于系统日耗电L为790 W·h,根据当地平均日照时间为6 h,可以得出太阳能电池板需要的时均总功率为:

P总$=\frac{790}{6}=131.7\text{W}(3)$

根据太阳能电池对太阳光的转换效率90%,控制器和逆变器的转换效率为75%,得出太阳能电池板的功率为:

$\begin{array}{l}{\rm P}{}_{\text{板}}=131.7÷0.75÷0.9=195\text{W}\\ {\rm I}{}_{\text{板}}=195/24=8.12\text{A}\end{array}(4)$

由于蓄电池采用串联,又依据上述计算结果,笔者选择24 V/10 A的控制器,型号为DB-200。

3.4 逆变器功率选择

根据广西来宾用户的负载实况,要求计算出负载总功率为:

P负=4×15+40+30+100=230 W (5)

由于负载的总功率大于逆变器总功率的80%时,逆变器会发热过度,从而减少逆变器的使用寿命,所以选择逆变器时需要考虑其损耗率,则逆变器的功率计算如下:

P逆$=\frac{230}{80\%}=287.5\text{W}(6)$

根据计算得出逆变器的功率为287.5 W,因而本研究选用300 W的逆变器是最为合适的, 型号为SN-180。

3.5 太阳能电池方阵的计算

太阳能电池组件是太阳能供电系统工作的基础,它的功能是将太阳能辐射转化为电能,其光电转换效率决定了供电系统的工作效率,所以光电转换效率是选择太阳能电池组件需要考虑的一个重要参数。目前,太阳能电池主要分为单晶硅、多晶硅和非晶硅3种。其中单晶硅电池板的光电转换率为15%~20%以上,最高可以达到24%,使用寿命一般为15年左右,最高可达到25年。多晶硅电池板的光电转换率为12%,非晶硅约为10%,综合考虑,本系统的太阳能电池组件采用单晶硅太阳能电池[8,9,10]。

根据式(4)计算得到太阳能电池板的功率为195 W,本研究可以选择总功率为200 W的太阳能组件,为此选择用SRPV100-24/Ac型单晶硅太阳能电池标准组件(125单晶),由2块100 Wp的组件构成此太阳能方阵,单晶硅的转换效率为16%。

3.6 太阳能电池方阵的安装角度计算

由于太阳光照射到地面的角度时时刻刻都在变化,而太阳能电池只有在日光直射的时候发电的效率是最高的,因此太阳能电池方阵布置有两种方法:一种是安装向日跟踪系统;另外一种是根据计算确定最佳安装角度安装太阳能电池方阵。前者可以提高太阳能电池的发电效率,但成本很高,后一种虽然效率没有前者高,但建设成本较低,笔者综合考虑采用第2种方法。

接近回归线的地区,其安装倾斜角就越小。北回归线为23.45°,而广西来宾的纬度为23.7°,是十分接近回归线的地区,其光照也是十分丰富。所以根据该地实际情况,笔者选择中午12时的太阳高度角进行计算安装。即计算如下:

Q倾=180°-(90°+65.7°)=24.93° (7)

其中,65.7°为正午12时太阳高度角,依据以上计算可得太阳能电池方阵安装的倾斜角度为24.93°。在不影响太阳能电池方阵发电效率的基础上,本研究选择方便安装的25°倾斜角。

3.7 太阳能电池方阵的基础稳定性分析

作为在太阳能电池方阵基础上作用的荷重,第一考虑的是风压荷重,要考虑被强风吹动、倒塌、被风刮跑等后果,因此需要根据当地实际情况对太阳能电池方阵的基础稳定性进行分析计算。

4 结束语

本项目设计的系统已经为广西来宾县的用户提供了数月的用电量,系统运行稳定,也证明了设计的正确性。随着社会各界对“低碳经济”的重视,太阳能光伏发电应用也取得了飞速发展,国家已出台多项政策鼓励新能源产业发展,因此新的太阳能光伏产品将会源源不断地出现。

摘要：太阳能是最普遍的自然资源,也是取之不尽的可再生能源。为解决边远的农牧地区、偏僻的山区、孤立的岛屿等地方人们日常生活、生产用电的需要,改善人们的生活水平,进行了家用太阳能光伏发电系统的设计。根据当地的气象、环境状况及具体用电情况,给出了系统的设计方法及施工要求,包括蓄电池容量的计算、控制器的选择、逆变器功率的选择、太阳能电池组件的选择和布置等。安装运行以来,系统工作稳定正常,验证了设计的正确性。

关键词：太阳能光伏发电,太阳能电池组件,系统设计

参考文献

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[3]鞠振河.太阳能光伏产业化现状与技术分析[J].阳光能源,2009(3):42-43.

[4]潘柏英.太阳能光伏发电系统的设计[J].湖南师范学院学报,2008,30(2):45-48.

[5]龙维绪,涂洁磊,王志刚,等.家用太阳能光伏电源系统优化设计[J].太阳能,2008(8):27-31.

[6]都志杰.可再生能源离网型独立发电系统技术与应用[M].北京:化学工业出版社,2009.

[7][日]太阳光发电协会.太阳能光伏发电系统的设计与施工[M].刘树民,宏伟,译.北京:科学出版社,2006.

[8]RAMON S.A Guide to Photovoltaic(PV)System Designand Installation[EB/OL].[2001-09-04].http://www.energy.ca.gov/reports/2001-09-04_500-01-020[1].pdf.

[9]WENHAM S R,GREEN M A,WATT M E.Applied Photo-voltacis[M].Australia,Centre for Photovolatic Devices andSystem,1994.