对于那些有志于投身光伏行业,却对分布式光伏发电系统的构成感到困惑的朋友们,本文提供了一个全面了解分布式光伏发电系统组成部分的良机。
接下来,我们将深入剖析这一系统的各个组成部分。
一、核心发电部件
1,光伏组件(太阳能电池板)
光伏组件是分布式光伏发电系统的核心部分,由一系列光伏电池(也称为太阳能电池)串联和并联组成,封装在玻璃、铝框和背板之间。这些电池利用光电效应原理,将太阳辐射能直接转换为电能。光伏组件的性能直接影响到整个系统的发电效率和稳定性。因此,在选择光伏组件时,需要综合考虑其转换效率、耐久性、耐候性以及成本等因素。
2. 支架
支架系统是用于安装和固定光伏组件的结构。它需要根据光伏组件的尺寸、重量以及安装地点的环境条件(如风速、雪压等)进行设计。
支架系统的稳定性和耐久性对于光伏组件的安全运行至关重要。常见的支架类型包括固定式支架、跟踪式支架和可调节式支架。跟踪式支架能够根据太阳的位置自动调整光伏组件的角度,从而提高发电效率。
二、电能转换与传输部件
1,汇流箱(可选)
直流汇流箱:直流汇流箱是分布式光伏发电系统的核心组件,负责汇集光伏组件产生的直流电,提供电路保护、防雷击及监测通讯功能。它由外壳、直流断路器、防雷器、接线端子等组成,通过内部母线汇集电流并输出至逆变器。
交流汇流箱:交流汇流箱是分布式光伏发电系统中的重要组件,用于汇集多个逆变器输出的交流电流,并具备电路保护和防雷击功能。它采用断路器作为进出线设备,结构包括外壳、断路器、防雷器和接线端子等,防护等级高,满足室内外安装要求。在屋顶光伏、大型集中式光伏发电站以及储能系统等应用场景中,交流汇流箱发挥着关键作用,确保系统安全稳定运行。
2,电缆
分布式光伏发电系统中的电缆至关重要,分为直流和交流两类,分别用于光伏组件间连接和逆变器至电网的连接。选型时需考虑电缆截面、电压损失和材料性能,确保电缆的载流能力和耐候性。安装时应遵循规范,注意电缆的弯曲半径、固定方式和接头处理,采取防潮、防晒等措施保护电缆。定期对接头进行检查和维护,确保电缆系统的安全性。
3, 逆变器
将光伏组件产生的直流电能转换为交流电能,以满足电网或本地负载的需求。根据应用场景的不同,逆变器可分为并网逆变器和离网逆变器。并网逆变器适用于与国家电网相连的系统,而离网逆变器则需要配合蓄电池使用,以实现单独供电。
逆变器不仅具有电流电压监测功能,还能保证输出的交流电能质量。同时,它还具有最大功率跟踪技术(MPPT),能够实时检测光伏阵列的输出功率,并调节输出端电压,实现最大功率输出。
4,配电柜
交流配电柜:用于分配和交流电能的传输,将逆变器输出的交流电能送入电网或本地负载。通常配备有开关、测量仪表和保护装置。开关用于控制电路的通断,测量仪表用于实时监测电路的电流、电压等参数,保护装置则用于在发生故障时切断电路,保护设备和人员的安全。
直流配电柜:分布式光伏发电系统的核心设备,负责分配、监控及保护直流电能。它通过断路器、防反二极管、防雷器等组件,确保电路安全,防止反向放电和雷电冲击。同时,实时监测电压电流,实现远程通信,保障系统稳定运行。广泛应用于屋顶光伏、农业光伏等场景,
5,升压变压器和箱式变压器(可选)
升压变压器:主要负责将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,并升压至并网电压等级,广泛应用于住宅、商业和工业领域,助力实现自给自足或降低用电成本。
箱式变压器(光伏升压箱式变压器):则采用欧式箱变设计,将变压器、开关柜等设备集成于一体,不仅结构紧凑、占地面积小。具备升压、保护等多重功能,能够将光伏发电系统产生的低压电能升压至高压,同时具备良好的绝缘性能和散热性能,确保在各种环境下安全稳定运行。
两种变压器各具特点,在实际应用中,需根据具体需求和场景选择合适的设备,以确保分布式光伏发电系统的安全、高效运行。
三、保护与监控部件
1,监控系统
实时监测分布式光伏发电系统的运行状态、发电量和故障信息。通常由传感器、数据采集器、通信设备和上位机组成。传感器用于采集系统的各种参数,数据采集器将采集到的数据发送给通信设备,通信设备再将数据上传至上位机进行显示和分析。运维人员可以远程控制系统的运行,及时发现并处理故障,提高系统的可靠性和可维护性。
2,双向计量电表箱
双向计量电表箱是分布式光伏发电系统的关键设备,用于同时计量用电量和发电量。它由电表、断路器、接线端子和外壳等组成,基于电磁感应原理工作,能分别计量正向和反向电流产生的电能。该电表箱广泛应用于屋顶光伏、农业光伏等场景,为光伏发电系统的运行和管理提供重要数据支持,确保电能的准确计量和系统的安全稳定运行。
3,光伏控制器(可选)
光伏控制器是分布式光伏发电系统的核心,负责智能控制充电、放电过程,采用MPPT技术提高发电效率,同时具备防雷击、防过流等保护功能。它采用高速CPU和A/D转换器实现实时数据采集与智能控制,支持数据通信,便于远程监控。光伏控制器能够保护电路、提高效率、降低成本,确保光伏系统安全、高效、稳定运行。
4, 储能系统(可选)
储能设备通常采用蓄电池组或超级电容器等储能装置。蓄电池组具有高效、长寿命和易维护等特点,能够在光照不足或电网故障时继续为用户提供电力供应。平衡系统的发电和负载需求,提高系统的能源利用率和可靠性。
5,防雷接地系统
分布式光伏发电系统的防雷接地系统是确保其安全运行的关键。该系统主要包括接闪器、引下线和接地装置,它们共同作用,有效防止雷电对光伏组件和电气设备的破坏。接闪器如避雷针等,引导雷电放电,避免直击光伏组件;引下线将雷电流传导至地面;接地装置则将雷电流安全导入地下。
四,总结
综上所述,分布式光伏发电系统是一个复杂而高效的能源转换系统,各个组件相互协作,才能实现太阳能的转换和利用。
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