2014 光伏并网电站系统效率研究与应用

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2014 大型并网光伏电站关键技术及存在问题综述

2014 大型并网光伏电站关键技术及存在问题综述

大型并网光伏电站关键技术及存在问题综述孙惠(信息产业电子第十一设计研究院南京分院,江苏南京210008)前言能源是人类社会赖以生存不可或缺的东西,能源的合理利用可以显著提高社会的经济效益,改善人们的生活水平,对人类的生存发展起着决定性作用。

但是目前人们所使用的多数为不可再生能源如煤炭、石油、天然气等,这三种能源的消费结构分别为27%,41%和23%。

有报告称:该类化石能源储存仅仅能保证不超过人类170年的消耗[1]。

但是随着人口数量的增加,社会的进步以及经济腾飞的需要,人类不久将面临能源枯竭的危险。

更令人担心的是,一旦世界能源储备耗尽,势必会导致一场全球范围内的经济战争,甚至世界大战。

核能源为上述问题的解决提供了希望,核能源在使用过程中不会因为产生有害气体而污染空气,但其利用仍然处于初级阶段,对核泄漏和核废料的处理技术有待进一步提高。

光伏电站技术作为一种新型的可再生能源,拥有独特的优势,其来源广泛,使用过程中不产生污染[2]。

故对光伏发电技术的推广势在必行,具有巨大的现实意义且能产生明显的经济价值。

文章介绍了大型并网光伏电站的概念及其系统结构,综述了在大型并网光伏电站建设中的关键技术研究进展,并指出该技术存在的一些问题。

1大型并网光伏电站的概述目前,大型并网光伏系统大概可划分为分布式发电体系和荒漠电站体系,其工作原理是先将直流电(太阳能电池组件产生的)变成生活中所需要的交流电,然后接入公共电网进行并网。

该并网系统所需的最重要部件是并网逆变器(含控制输出电流、检测电网信号、最大功率点跟踪、抗孤岛),并网逆变器包含了检测控制并网和保护功能。

根据目前的研究,我国的并网光伏电站发展较慢,仍然还有较多问题需要解决。

此外,由于缺乏相应的实验数据,并网光伏发电站对电网是否会有影响也不得而知。

此外,并网光伏发电站能量密度较低、稳定性较差、调节能力也相对较弱,气候、天气及地理位置的差别等都会对发电量产生极大影响。

光伏发电系统的性能优化与并网技术研究

光伏发电系统的性能优化与并网技术研究

光伏发电系统的性能优化与并网技术研究随着可再生能源在世界范围内的推广和应用,光伏发电系统作为其中重要的一部分,越来越受到关注和重视。

光伏发电系统的性能优化和并网技术研究对于提高光伏发电系统的效率、可靠性和安全性具有重要意义。

本文将结合当前光伏发电系统的发展和应用情况,探讨光伏发电系统的性能优化和并网技术研究的相关内容。

光伏发电系统的性能优化主要包括如下几个方面:光伏组件的选材和设计优化、光伏组件阵列的布局和安装优化、电池组的优化设计以及系统控制与调节优化。

首先,对于光伏组件的选材和设计优化,可以从提高光伏组件的转换效率、降低光伏组件的成本、延长光伏组件的使用寿命等方面入手。

在选材方面,研究人员可以利用不同材料的优点,如单晶硅、多晶硅、非晶硅等,在不同场景下选择最适合的光伏组件材料。

同时,通过改进光伏组件的结构设计和工艺制造过程,如表面反射镀膜、载流子传输等方面的优化,可以提高光伏组件的光电转换效率。

此外,光伏组件的设计还需要考虑到可靠性和耐久性因素,以提高其使用寿命和降低维护成本。

其次,光伏组件阵列的布局和安装优化对于光伏发电系统的性能优化也具有重要影响。

通过合理的布局设计以及避免遮挡物等影响光线入射的因素,可以最大限度地提高光伏组件的接收太阳能量。

此外,对于冷却系统的设计和安装优化也是重要的一环。

适当的冷却系统可以降低光伏组件温度,提高系统的发电效率。

电池组的优化设计对于光伏发电系统的性能优化同样具有重要意义。

电池组是光伏发电系统中用于储存电能的关键部件,其设计合理与否直接影响着系统的输出功率和储能能力。

通过对电池组的结构和材料的优化研究,探索新型的储能技术和更高能量密度的电池材料,可以提高光伏发电系统的储能性能,增加系统的可靠性和可持续性。

最后,光伏发电系统的性能优化还需要在系统控制和调节优化方面进行研究。

通过将光伏发电系统与智能电网相结合,实现对系统运行状态的实时监测和控制,可以提高光伏发电系统的自适应性和稳定性。

光伏电站系统的并网性能分析

光伏电站系统的并网性能分析

光伏电站系统的并网性能分析背景介绍随着全球对可再生能源的需求不断增加,光伏发电作为一种清洁、可持续的能源形式,受到了各国政府和能源公司的重视。

为了提高光伏系统的发电效率和利用率,光伏电站需要与电网进行并网,实现能量的互联互通。

因此,光伏电站系统的并网性能成为了一个关键的问题。

并网性能的定义和指标光伏电站的并网性能是指其与电网之间的互动效果。

它包括了电量调节、电压和频率稳定性、电力质量等方面的考虑。

一个优秀的光伏电站系统应该具备电网稳定性好、电压和频率波动小、电力质量高等特点。

为了评估光伏电站系统的并网性能,我们可以使用一系列的技术指标进行衡量,如功率因数、谐波含量、热稳定性等。

影响并网性能的因素光伏电站系统的并网性能受到了多种因素的影响,下面我们逐一进行分析。

1.光伏电池组件的性能:光伏电池组件是光伏电站系统的核心部件,其性能对整个系统的并网性能起着决定性的作用。

光伏电池组件的转换效率、阻抗特性等都直接关系到系统的发电能力和电压稳定性。

2.逆变器的质量:逆变器是将光伏组件发出的直流电转化为交流电并接入电网的关键设备。

逆变器的质量直接影响到系统的功率输出和并网能力。

优质的逆变器可以稳定输出电压和频率,并具备快速响应和抗干扰能力。

3.电网本身的特性:电网的电压、频率和负载情况都会对光伏电站的并网性能产生影响。

电网电压和频率的稳定性、电网谐波等因素会直接影响到系统的功率输出和电力质量。

分析方法为了评估光伏电站系统的并网性能,我们可以采用以下方法:1.理论分析:通过建立数学模型,分析光伏电站系统的各个组成部分之间的相互关系,进行理论上的分析和预测。

这种方法可以帮助我们理解系统的工作原理和性能特点。

2.实验测试:通过在实际场地进行测试,收集光伏电站系统的数据,并分析其中的关键参数。

这种方法可以直接反映系统的实际运行情况,发现并解决问题。

3.仿真模拟:通过计算机模拟系统的运行状态,对系统进行性能分析和优化。

光伏发电系统并网效率的优化研究

光伏发电系统并网效率的优化研究

光伏发电系统并网效率的优化研究光伏发电系统作为一种环保、可再生的能源发电方式,越来越受到人们的关注和应用。

然而,光伏发电系统的并网效率是影响其性能的重要指标之一。

为了提高光伏发电系统的并网效率,需要进行系统的优化研究,以实现最大的能量转化和利用效率。

首先,对于光伏发电系统的并网效率优化研究,需要对光伏组件进行选型和布置优化。

光伏组件的选型应考虑其转换效率、耐久性、成本等因素,选择高效的组件可以提高系统的能量转化效率。

光伏组件的布置优化方面,可以通过优化组件的角度和朝向,最大程度地捕捉太阳光的辐射,提高系统的光伏发电效率。

其次,逆变器的选择和设计也是光伏发电系统并网效率的重要因素。

逆变器是将光伏组件产生的直流电转化为交流电并并网的关键装置。

逆变器的效率直接影响系统的并网效率。

在选择逆变器时,应考虑其转换效率、功率因数、抗干扰能力等因素。

同时,逆变器的设计应充分考虑光伏发电系统的运行特点,合理规划电路拓扑结构,提高系统的稳定性和效率。

除了光伏组件和逆变器的优化,电池和储能系统的设计也是光伏发电系统并网效率的关键。

在光伏发电系统中,电池和储能系统可以用来储存多余的电能,以供不太阳光照射或用电需求高峰时使用。

合理设计和配置电池和储能系统可以较好地解决光伏发电系统的不稳定问题,提高系统的能量存储和利用效率。

此外,针对光伏发电系统的并网效率优化,智能控制和监测技术也是不可忽视的因素。

通过采用智能控制和监测技术,可以实时监测光伏发电系统的运行状态,优化系统的功率输出和电流控制。

通过有效的控制和监测,可以提高光伏发电系统的运行效率,并实现最大化的发电能力。

总结而言,光伏发电系统并网效率的优化研究是一个复杂而重要的课题。

在光伏组件的选型和布置优化、逆变器的选择和设计、电池和储能系统的设计以及智能控制和监测技术的应用方面,都可以对系统的并网效率进行优化。

通过综合考虑并改善这些方面的问题,可以提高光伏发电系统的并网效率,并为可持续发展做出贡献。

光伏发电与并网技术的优势及应用要点分析

光伏发电与并网技术的优势及应用要点分析

光伏发电与并网技术的优势及应用要点分析摘要:光伏发电与并网技术的应用效果越来越好,可对传统发电进行有效补充,保证地区供电用电质量。

光伏发电与并网技术的合理运用,能够提高清洁能源利用率,提高电网供电能力,缓解部分地区用电紧张问题。

但光伏发电与并网技术的使用也会给大电网带来一定影响,因此针对大电网所受影响要不断进行完善,不断优化电网结构,增强电网的消纳能力,优化配电网功能,提高配电网吸收调节分布式光伏的能力,促进风光储多能互补,有效的解决光伏发电不稳的问题。

关键词:光伏发电;并网技术;优势;应用要点引言随着技术的创新与开发,在光伏发电与并网技术应用中其体现了更好的成效。

这种发电方式环保性好、节省资源、减少投入且维护简便,值得相关部门加大重视力度,做好相应研发推广,优化目前发展模式,有效提升光伏发电技术功能,建成集风、光、火、储一体的能源基地,在未来的发展中,其必将实现国家可持续发展目标。

1光伏发电的优点1.1可以实现清洁能源转换因没有转动部件,可以安静地生产清洁能源。

从光能转换成电能,不像火力发电和原子能发电,需要涡轮和发电机这样的转动部件,没有CO2等有害气体的排放,没有噪声及放射源泄露或爆炸的危险,是清洁的能源转换方法。

1.2容易实现自动化和无人化安全可靠,运行维护简单。

光伏发电没有转动部件及高温高压部分,运行维护较为简单,容易实现自动化和无人化。

1.3规模化效益显著模块结构,规模大小自由,可按一定的效率发电。

太阳能电池的转换效率几乎是恒定的,这一特性主要是与太阳能电池内部的能量转换过程有关,与原子能发电和热电装置依靠机械能和热能介入的发电方式有着完全不同的待点。

其更好的规模化效益有利于降低成本。

1.4无发电燃料的消耗与成本阳能发电是对闲置能源的有效利用,它没有消耗任何燃料,所以,不能把太阳能发电与使用化石燃料发电的涡轮等转换效率相比较。

1.5系统容易组合和建设太阳能电池组件结构简单,体积小且质量轻,便于安装运输,光伏发电系统建设周期短,易扩容。

太阳能光伏发电并网技术的应用研究

太阳能光伏发电并网技术的应用研究

太阳能光伏发电并网技术的应用研究随着全球能源危机的加剧,太阳能光伏发电逐渐成为可持续发展的一种有效途径。

而太阳能光伏发电并网技术对于大规模利用太阳能光伏发电具有至关重要的作用。

因此,该领域已经成为各国政府和工业界的研究重点之一。

太阳能光伏发电并网技术可以将太阳能光伏发电系统产生的电能通过变流器交流输出,并与电网实现无缝连接。

该技术对于解决太阳能光伏发电系统限制发电功率、增加发电收益等方面起到了关键作用。

1.智能化:太阳能光伏发电并网系统需要每时每刻的监控,以确保输出电力的质量和安全,并能实现智能化的控制和调整。

随着物联网和大数据技术的快速发展,太阳能光伏发电并网系统的智能化将成为未来发展的主流趋势。

2.多功能:太阳能光伏发电并网系统不仅可以将产生的电力输出到电网,还可以实现太阳能光伏发电、储能、负荷控制等多种功能,以满足不同用户的需求。

3.可靠性:太阳能光伏发电并网系统需要长期稳定地运行,并承受复杂的气象环境和变化负荷。

因此,可靠性是太阳能光伏发电并网技术不可忽视的重要因素。

4.节能环保:太阳能光伏发电并网系统是一种绿色能源系统,可以减少化石能源的使用和碳排放,符合可持续发展的要求。

1.分布式发电系统:太阳能光伏发电并网技术可以实现太阳能光伏发电系统与小区或企业单元的连接,实现能源的共享,以提高太阳能光伏发电系统的经济效益。

3.户用太阳能光伏发电系统:太阳能光伏发电并网技术可以将屋顶装有太阳能电池板的住宅与电网连接,实现太阳能光伏发电系统对电力的输出,该系统具有独立性、灵活性和自主性,可逐渐适应电力市场的变化和个人的能源需求。

太阳能光伏发电并网技术是发展太阳能光伏发电产业的重要环节,在推进全球能源绿色化过程中发挥着积极的作用,未来将在技术上不断创新,推进其在生产应用中的具体实施。

分布式并网光伏发电站系统应用与技术分析

分布式并网光伏发电站系统应用与技术分析

分布式并网光伏发电站系统应用与技术分析随着生态环境和能源资源问题日益突出,新能源的开发利用成为了各国能源政策的重要方向。

光伏发电作为新能源的代表之一,受到了越来越多的关注和支持。

分布式并网光伏发电站系统应用于城市、农村和工业园区等不同场景,为人们的生活和生产提供了清洁、可再生的能源,为节能减排、环境保护做出了积极贡献。

本文就分布式并网光伏发电站系统的应用和技术进行分析。

1.城市应用在城市建设中,分布式并网光伏发电站系统得到了广泛应用。

通过在屋顶、立面、停车场等场所布设光伏板,将太阳能转化为电能,逐步实现城市建筑的能源自给自足和节能减排。

城市中的高楼大厦、商业综合体、工业园区等都可以成为光伏发电系统的理想场所。

利用分布式并网光伏发电站系统,城市可以大幅减少对传统能源的依赖,降低电网的负荷,保障城市的能源安全和环境可持续发展。

2.农村应用在农村地区,分布式并网光伏发电站系统为村庄提供了清洁、可靠的能源供应,改善了农村电力设施不足的问题。

通过光伏发电系统,农村居民可以获取稳定的电力供应,解决断电、电力配送难的问题,提高了农村电力供应的可靠性和可持续性。

农村地区还可以利用分布式光伏发电系统进行农业微灌、温室大棚、饲养等方面的用电,提高了农业生产效率,促进了农村经济的发展。

3.工业园区应用工业园区是能源消耗比较大的场所,通过分布式并网光伏发电站系统,工业园区可以减少对传统能源的依赖,降低用电成本,实现能源成本的稳定。

通过光伏发电系统,工业园区可以为自己的用电设备提供清洁、便宜的能源,减少对外部电网的依赖。

工业园区还可以通过分布式并网光伏发电站系统实现绿色能源的应用,减少对环境的污染,改善了工业园区的环境品质。

1.光伏组件技术光伏组件是光伏发电系统的核心部件,对于发电效率和系统可靠性有着重要影响。

目前,多晶硅太阳能电池是光伏组件的主流产品,其高转换效率、长期稳定性和较低的成本使其成为光伏发电系统的首选。

在技术上,光伏组件需要提高光电能量转化效率,降低光热能量损失,提高阳光照射条件下的稳定性和耐久性。

分布式并网光伏发电站系统应用与技术分析

分布式并网光伏发电站系统应用与技术分析

分布式并网光伏发电站系统应用与技术分析随着能源需求的不断增加和环境问题的日益严重,分布式能源系统作为未来的发展方向引起了越来越多的关注。

其中以分布式并网光伏发电站系统为代表的新能源技术,已经成为全球能源领域的热门话题。

本文将从系统应用和技术两个方面进行分析。

1.系统应用分布式并网光伏发电站系统是一种将光伏发电技术与电网智能化技术结合的新型电力系统,具有以下几个应用方面:(1)能源透明化管理:分布式并网光伏发电站系统可以通过实时监控并反馈发电情况、电力消耗情况和电网负荷情况等数据,帮助用户更好地管理能源资源,并实现能源的透明化管理。

(2)建筑能耗减排:分布式并网光伏发电站系统在城市建筑中的应用,可以通过将光伏电站与高层建筑、办公楼和公共设施等场所相结合,供应可再生的清洁电力,实现建筑能耗减排。

(3)应急备用电源:分布式并网光伏发电站系统可以作为应急备用电源,在国家重点工程、重大活动、自然灾害等紧急情况下,提供稳定可靠的电力供应。

2.技术分析(1)智能控制技术:分布式并网光伏发电站系统需要实现电力交互和信息流的智能管理,需要应用智能监控、分布式控制和通信技术,通过实现对光伏光照、自然温度、气压、湿度和气候变化等参数的精确监测,来实现自动控制和智能调节。

(2)高效光伏组件技术:为了实现高效光伏发电,分布式光伏发电站系统需要使用高效光伏组件。

高效光伏组件具有高光电转换效率、长期运行稳定性和低光照响应特征,可有效提高光伏发电效率。

(3)光伏电池存储技术:分布式并网光伏发电站系统需要实现光伏能量的有效存储和利用,因此需要应用储能技术。

目前常用的储能技术包括蓄电池、超级电容和储能电池。

光伏电池存储技术可以提高光伏发电可靠性和稳定性,以及电力系统的运行效率。

综上所述,分布式并网光伏发电站系统是一种先进的新能源技术,已经被广泛应用于建筑能耗减排、能源透明化管理和应急备用电源等领域。

随着科技不断进步和能源管理的不断优化,分布式并网光伏发电站系统将会在更多领域得到应用,并对未来的能源格局产生积极的影响。

光伏电力并网技术的研究与应用

光伏电力并网技术的研究与应用

光伏电力并网技术的研究与应用第一章引言随着能源需求的不断增加和石油危机的威胁,寻求替代能源的方式已经成为了全球性的趋势。

光伏电力作为一种清洁而可再生的能源,得到了广泛的关注。

并网技术是将分散式的光伏电力统一接入电网的重要方式,具有重要意义。

本文将对光伏电力并网技术的研究与应用进行探讨。

第二章光伏电力基础2.1 光伏电池的工作原理光伏电池是将太阳能转换成电能的一种器件。

当太阳光辐射到光伏电池表面时,会使单一的电子在晶体中获得能量而跃迁到导体中;此时,晶体与导体之间形成正负电势,从而产生电流。

光伏电池的关键技术就是选择合适的材料和结构,以提高其太阳能转换效率。

2.2 光伏电力的发展现状和趋势目前,光伏电力技术已经得到快速发展。

在全球分布的光伏电力总体容量达到了580吉瓦,其中中国拥有218吉瓦,位列全球前列。

随着技术的不断进步和成本的降低,光伏电力将逐渐取代传统能源,成为主流能源之一。

第三章光伏电力并网技术研究3.1 光伏电力并网技术的基本原理光伏电力并网技术是将由光伏电池组成的系统与电网进行连接。

电网提供给光伏电力系统所需的负载电能及备用电源,光伏电力系统则将其产生的电力输出到电网中。

光伏电力并网技术的目的是提高电力的利用效率,节约能源,减少环境污染。

3.2 光伏电力并网技术的主要形式目前光伏电力并网技术主要有三种形式:交流并网、直流并网和微电网。

其中交流并网是应用最广泛的一种形式,其原理是将由光伏电池组成的系统产生的直流电转换为交流电,再将其输入到电网中。

3.3 光伏电力并网技术的关键技术充分考虑光伏电力并网技术的特点和要求,其关键技术包括调峰技术、防逆流技术、网络安全技术、能量管理技术等。

第四章光伏电力并网技术的应用4.1 光伏电力并网技术在大型光伏电站中的应用大型光伏电站是利用太阳能发电的重要方式之一。

光伏电力并网技术是大型光伏电站完成电能输出的重要工具,其应用极大地提高了光伏电力系统的发电量和稳定性,同时也保证了电网的电力安全。

光伏发电系统的效率与优化研究

光伏发电系统的效率与优化研究

光伏发电系统的效率与优化研究第一章:光伏技术的发展与应用光伏发电系统是一种利用太阳能将光转化为电能的技术。

光伏技术的应用与发展早已成为当今工业界国际前沿的研究方向。

随着环保意识的提升以及对可再生能源需求的增加,光伏发电技术在能源领域的应用越来越广泛。

第二章:光伏发电系统的效率研究为了提高光伏发电系统的效率,研究人员采取了多种手段。

首先是太阳能电池的材料研发。

通过不断研究和探索,科学家们发现了一系列具有良好光电转化性能的材料,如硅、镓、硫化铜等。

这些新型材料的应用大大提高了光伏系统的效率。

第三章:光伏发电系统的优化技术除了材料的研究外,光伏发电系统的结构和设计也对效率有着重要影响。

例如,光伏组件的布置方式可以选择单轴或双轴跟踪系统,以追踪太阳的运动轨迹,最大程度地利用太阳能。

此外,光伏发电系统的阴影遮挡和面板清洁等因素也会对系统效率产生影响,因此需要合理安排光伏组件的摆放位置以及定期进行清洁维护。

第四章:光伏发电系统的效益分析对于光伏发电系统的效益评估应该综合考虑多个因素。

首先是经济效益,即光伏发电系统的投资收益情况。

其次是环境效益,光伏发电系统能够减少对化石能源的依赖,从而减少二氧化碳等温室气体的排放,对于环境保护具有重要意义。

同时,光伏发电系统还可以为乡村地区以及偏远地区提供可靠的电力供应,改善能源和电力供应不足的问题。

第五章:光伏发电系统的未来展望当前,光伏发电技术仍处于不断发展的阶段。

一方面,研究人员正在寻找更好的光伏材料,以进一步提高光电转化效率。

另一方面,光伏技术结合储能技术的发展也为光伏发电系统的应用提供了新的可能。

例如,利用电池储能技术,可以将白天产生的多余电能存储,晚上再供电使用,以实现全天候的电能供应。

综上所述,光伏发电系统的效率与优化是一个复杂而又具有挑战性的研究领域。

通过不断改进材料、优化结构和设计,提高光伏系统的效率成为研究人员的重要目标。

同时,光伏发电系统的广泛应用将为社会带来经济、环境和能源等多方面的效益。

光伏电站并网效率分析与优化

光伏电站并网效率分析与优化

光伏电站并网效率分析与优化一、简介随着能源的需求不断增长,光伏电站已被越来越多的人关注和利用。

在实际应用中,光伏电站并网效率与其发电量和经济效益密切相关,因此需要对光伏电站并网效率进行分析和优化。

本文将从组件、逆变器和电网三个方面分析光伏电站并网效率的影响因素,并提出了一些优化方案来提高光伏电站的并网效率。

二、组件对光伏电站并网效率的影响1.光伏组件的质量组件是光伏电站中最重要的一个部分。

因此,光伏组件的质量对光伏电站的并网效率有着非常重要的影响。

在组件的选择中,应选择经过认证的产品,尽量选择高质量、高效率产品,以保证产生最大的电能输出。

2.组件阵列的布局和安装方式组件阵列的布局和安装方式对光伏电站的发电效率也有很大的影响。

在布局时应考虑日照时间、日照强度和周围环境,使得光线能够最大限度地被吸收。

此外,组件的安装方式也应该考虑良好的通风效果和散热效果,以保证组件的发电效率。

三、逆变器对光伏电站并网效率的影响逆变器是光伏电站转换直流电到交流电的核心设备,逆变器的效率对光伏电站的并网效率有着非常重要的影响。

1.逆变器的质量逆变器的质量决定了其效率。

因此,选择短路电流较大的逆变器可提高电站的并网效率。

此外,考虑逆变器的稳定性、可靠性等因素也是非常重要的。

2.逆变器的数量和布局逆变器数量和布局的正确选择可以有效提高逆变器的使用效率和光伏电站的并网效率。

在实际应用中,应根据光伏电站的组建规模和产生的交流电量需要来设计逆变器的数量和布局。

四、电网对光伏电站并网效率的影响1.电网的电压多数情况下,电网的电压是固定的,光伏电站的发电量和负荷对电网的电压产生较大的波动,影响电网的稳定性和效率。

因此,需要合理地设计电网,以适应光伏电站的变化。

一种常用的方法是采用电网电压补偿技术。

2.电网的故障电网故障可能会导致光伏电站停机,进而影响电站的运行效率。

因此,需要在电网的设计和维护上遵循一定的安全标准,以确保电网的正常运行和光伏电站的稳定性。

光伏发电系统中的发电效率分析与优化

光伏发电系统中的发电效率分析与优化

光伏发电系统中的发电效率分析与优化随着全球对可再生能源的日益关注和环境保护的要求,光伏发电作为一种清洁能源逐渐成为被广泛利用的发电方式。

然而,光伏发电系统中的发电效率一直是一个重要的研究方向。

本文将从不同角度对光伏发电系统中的发电效率进行分析,并提出优化方案。

一、光伏发电系统的组成与工作原理光伏发电系统主要由光伏阵列、直流-交流逆变器、电网连接和电网测控等组成。

当太阳光照射到光伏电池上时,光子与电池材料相互作用,产生电子-空穴对。

通过调控电场分布,将电子与空穴分离,并导出到电路中产生电流。

逆变器将直流电转换成交流电,并通过电网连接将电能供应给用户。

因此,光伏发电系统中的发电效率与光伏电池的转换效率以及系统中能量转换的损耗密切相关。

二、光伏电池的转换效率分析光伏电池的转换效率是指太阳辐照度到电能转换的效率。

光伏电池主要受到以下因素影响:光伏材料的选择、结构设计、光谱匹配、接触电阻、反射损失和温度等。

通过不同材料的比较与分析,选择适合的光伏材料可以提高光伏电池的转换效率。

此外,合理的结构设计可以减小光伏电池的内部损耗,提高阳光的利用率。

对于不同光谱分布的太阳光,合理匹配光伏电池的吸收谱可以提高其转换效率。

同时,通过降低接触电阻、减小反射损失以及控制温度等措施,也可以提高光伏电池的转换效率。

三、光伏发电系统中能量转换的损耗分析光伏发电系统中,能量转换的损耗主要包括:光电转换效率损失、直流-交流逆变器的损耗、电网连接的损耗以及系统中的传输与变换损耗等。

其中,光电转换效率损失是光伏电池在工作过程中因非理想条件导致的损耗,包括光伏电池的暗电流、对流与辐射损耗等。

直流-交流逆变器是由于电能转换过程中的电磁放大与电磁振荡而产生的损耗。

电网连接的损耗主要包括线路电阻、电缆损耗以及变压器损耗等。

通过降低这些损耗,可以提高光伏发电系统的发电效率。

四、光伏发电系统的优化策略为了提高光伏发电系统的发电效率,应从不同方面进行优化。

光伏发电系统中的效率提升技术研究

光伏发电系统中的效率提升技术研究

光伏发电系统中的效率提升技术研究引言:随着全球对可再生能源的需求日益增加,太阳能光伏发电系统成为了一种可持续的能源解决方案。

然而,光伏发电系统的效率仍然是一个主要的挑战。

提高光伏发电系统的效率是当前研究的焦点之一。

本文将重点介绍光伏发电系统中的效率提升技术研究,包括材料改进、光学增强、热管理以及电子器件优化等方面的创新措施。

一、材料改进:1. 光伏电池材料优化光伏电池是光伏发电系统中的核心组件,因此改进光伏电池的材料对于提高系统的效率至关重要。

研究人员正在探索提高光伏电池工作效率的新材料,例如钙钛矿、多层铁碲化镉和多晶硅等。

这些新材料具备更高的太阳能吸收能力和更高的光电转化效率,有助于提高光伏发电系统的整体效率。

2. 表面纳米结构改进通过对光伏电池表面进行纳米结构改进,可以增加太阳能在光伏电池中的吸收和传导效率。

研究表明,在光伏电池表面构建纳米结构可以增加光的散射,提高光的吸收率。

常用的纳米结构改进方法包括纳米柱、纳米线和纳米颗粒等。

这些纳米结构的应用将有效提高光伏发电系统的光电转化效率。

二、光学增强:1. 光伏电站布局优化光伏电站的布局是影响光伏发电系统效率的关键因素之一。

优化光伏电站的布局可以最大限度地提高光线的利用率。

常见的布局方式包括固定倾角、双轴跟踪和单轴跟踪等。

根据实际情况选择最适合的布局方式,将有助于提高光伏发电系统的整体效率。

2. 反射镜和透镜的应用反射镜和透镜的应用可以增强光伏电池对太阳能的吸收。

透镜可以使光线聚焦在光伏电池表面,提高光的入射强度;反射镜则可以反射散射的光线,使其重新聚焦在光伏电池上。

通过优化反射镜和透镜的设计,可以增加光伏发电系统的光电转化效率。

三、热管理:1. 散热技术改进光伏发电系统在工作过程中会产生大量的热能,如果不能有效地散发掉热量,将会影响光伏电池的工作效率。

因此,热管理是光伏发电系统效率提升的一个重要方面。

研究人员正在探索新的散热材料和散热结构,以提高散热效率,减少热损失。

光伏发电系统效率优化与性能评估研究

光伏发电系统效率优化与性能评估研究

光伏发电系统效率优化与性能评估研究光伏发电系统是一种利用太阳能转化为电能的可再生能源技术。

在当前全球对可再生能源的依赖日益增加的背景下,光伏发电系统的效率优化和性能评估变得尤为重要。

本文将探讨光伏发电系统效率优化与性能评估的研究进展和方法。

一、光伏发电系统效率优化1. 光伏电池效率优化光伏电池是光伏发电系统的核心组件,其效率的提升直接关系到系统整体性能。

目前的光伏电池技术主要包括单晶硅、多晶硅、异质结和钙钛矿等。

优化光伏电池效率可以从改进材料、调节结构和增加光损失等方面入手。

例如,采用纳米材料、表面纳米结构和光子晶体等技术可改善光伏电池的光吸收和光电转化效率。

2. 光伏组件效率优化除了光伏电池,光伏组件的设计和制造也对系统效率具有重要影响。

合理的组件设计应考虑光伏电池的连线、覆盖物和封装材料等。

此外,优化背板和透明导电层的选择、采用高效玻璃衬底以及增加组件之间的空间间隔,能够减少光能的损失和阴影效应。

3. 光伏系统安装和布局光伏系统的安装和布局对整体效率也有影响。

确定最佳的朝向角度和倾斜角度,避免阴影和污染物的干扰,能够提高光伏发电量。

此外,利用智能跟踪系统和集中式/分布式布局等方式,也能提高系统的采集效率和整合能力。

二、光伏发电系统性能评估1. 效率评估指标光伏发电系统的性能评估可以通过一系列指标来衡量。

最常用的指标是光电转换效率(PCE),即光能转化为电能的比例。

其他指标包括光谱响应、填充因子、开路电压和短路电流等。

这些指标可用于评估光伏电池和组件的性能,并与标准或设计要求进行比较。

2. 可靠性评估方法光伏发电系统的可靠性评估是预测系统在运行期间的性能和寿命。

一种常用的评估方法是加速寿命测试,通过模拟光伏组件在不同环境条件下的使用情况来评估其可靠性。

另外,通过监测光伏组件的电流、电压和温度等参数,可以实时评估系统的运行状态和故障风险。

3. 系统性能监测与优化为了实现系统的高效运行,光伏发电系统需要进行实时监测和数据分析。

太阳能电站并网接入技术及应用分析

太阳能电站并网接入技术及应用分析

太阳能电站并网接入技术及应用分析近年来,随着环境保护意识的提高和能源消耗的增加,太阳能发电逐渐成为了一种备受关注的清洁能源。

而要将太阳能转化为电能,首先需要建设太阳能电站,并且将其并网接入电网中进行供电。

本篇文章将就太阳能电站并网接入技术及其应用进行分析。

一、太阳能电站介绍太阳能电站是通过晶体硅太阳电池板对阳光的转化而产生电能,再由变电站将电能输送到供电网,为社会的生产生活提供清洁、可靠的电能。

太阳能电站具有环保无污染、安装灵活等优点,在全球范围内被广泛使用。

二、并网接入技术太阳能电站并网接入技术旨在将太阳能电站与电网高效地连接起来,实现多源、多负荷系统的优化运行。

而太阳能电站并网接入技术的研究,主要是针对以下问题进行解决:1.太阳能电站负荷响应问题。

即在光伏电站基础负荷被占满的情况下,太阳能电站如何响应突发负荷的需求。

2.逆变器开关损失问题。

在将太阳能电站并网供电之前,需要将交流电转换成为高质量的直流电。

而在这一过程中,逆变器开关损失成为影响太阳能发电效率的重要因素。

3.容量限制问题。

由于太阳能电站的输出能力是随着光照强度的变化而波动的,因此在并网接入时需要对其输出功率进行调整,以保证其满足所连接电网的容量限制。

而这一过程需要考虑到电站的性能、控制策略以及电网耦合等诸多因素。

三、太阳能电站并网接入应用分析1.太阳能电站并网接入工程的实现在建设太阳能电站并网接入的过程中,需要考虑整个工程的实施方案。

主要包括电站的布置方案、逆变器的选型和安装、电网接口的设计以及总体调试与验收等方面。

2.太阳能电站并网接入后的效果分析太阳能电站并网接入后能够实现对电网系统的优化协调,也能够实现对市场供需的平衡调控。

而对电站本身而言,其并网接入将能够提高发电能力,保证稳定的供电。

四、结语太阳能电站意味着未来能源产业的方向,其并网接入技术的应用将有望在保障能源安全、保护环境等方面发挥更重要的作用。

在未来的发展中,太阳能电站并网接入技术的研究、推广和应用,也将是环境保护和可持续发展的必经之路。

探究光伏发电并网技术在电力系统中的应用

探究光伏发电并网技术在电力系统中的应用

探究光伏发电并网技术在电力系统中的应用摘要:光伏电网的智能化管理水平越来越高,光伏电网依靠传感器、控制器等实现自动控制与操作,同时,分布式并网技术的开发也为电力行业的电能来源提供了相关的保障。

通信技术使得用户信息的采集与管理越来越方便,可以使得电网的使用更加方便,这些创新技术使得光伏电网越来越成为传统电力行业的重要发展趋势。

本文对于光伏发电并网技术的应用进行分析和探讨,对其在电力系统当中的重要作用进行分析,为其进一步发展提供了创新的思路。

关键词:光伏发电并网技术;电力系统;应用1光伏并网技术应用1.1光伏并网原理光伏发电主要是依靠光伏传感器等组件来使得太阳能转化为电能进行电力供应,然后把电能输入到配电网从而进行并网的发电,光伏发电系统一般包括光伏电池板、逆变器、蓄电池组等重要设备。

在发电过程当中,光伏电池板把光能转换为电能,然后经过逆变,变成交流电进行输出,使得可以与配电网相适应,光伏发电站可以用分布式的方式来进行建立,使其对于现有的配电网进行有效的调节功能,可以直接为用户进行电能的供应,也能进行电能的存储。

1.2光伏并网的工作特性光伏发电是利用太阳光来进行发电的,因此其容易受到周围环境的影响,比如气候、温度、时间等,所以它在发电的过程当中可能有以下几个特点:第一,光伏发电的效能波动较为严重,因为光伏发电系统由于其所处的状态不同,就可能会使得太阳的光照有效面积不同,晴天光照比较充足,但是在阴天就没有足够的光照能够支持发电,这就使得发电效率波动性较大,无法获得持久的能源供应;第二,输出功率中无功功率较少,有功功率较多,很大一部分光伏发电系统利用逆变器的方式来进行逆变输出,通过对于输出电流的跟踪来实现电压的并网,在这个过程中,有功功率过大,无功功率较小,因此对电网的调节能力较差;第三,光伏发电的并网技术还没有完全走向成熟,其在整个的发展过程当中监测能力较差,在出现故障时无法有效地对其进行解列,因此可能会造成较大规模的电网故障,导致较大的损失。

新能源技术知识:太阳能电站并网技术的研究与应用

新能源技术知识:太阳能电站并网技术的研究与应用

新能源技术知识:太阳能电站并网技术的研究与应用太阳能,作为一种可再生能源,近年来逐渐走进人们的生活。

与传统的化石能源相比,太阳能具有不污染、不耗能、可再生等显著优势。

在可持续发展的大趋势下,各国纷纷投入大量的资金和人力,致力于太阳能电站并网技术的研发和应用。

本文将对太阳能电站并网技术进行详细介绍。

一、太阳能电站并网的基本原理太阳能电站并网就是将太阳能电池发电所产生的电能,通过变电站和输电线路,接入电网中。

太阳能电池板吸收太阳能辐射,将其转化为直流电,经过充电控制器、电池组存储,通过逆变器将直流电转化为交流电,再接入电网中。

并网后的太阳能电站可以实现自给自足、与外部电网互相补充、削峰填谷等多种方式,给电网供电同时还可以参与电力市场交易。

二、太阳能电站并网技术的现状太阳能电站并网技术,主要包括光伏电池、逆变器、高压配电和监测控制等方面。

当前太阳能电站并网技术已经相对成熟,逆变器、储能系统的稳定性、能效性得到了显著提高,整个并网系统的运行和性能可以得到有效保障。

逆变器是太阳能电站的核心部件,对整个并网系统的稳定性、信号处理和数据管理至关重要。

根据应用的场景不同,逆变器分为集中式和分布式,集中式逆变器适用于大型太阳能电站,而分布式逆变器则适用于小型的户用太阳能发电系统。

在高压配电方面,太阳能电站需配备高压开关、保护装置、故障指示装置等,在电流过高或电流短路时能够及时跳闸,保证电站的安全运行。

监测控制是太阳能电站并网技术的另一大重点,通过实时监控系统和数据分析,可以及时发现并解决电站运行中的故障问题,同时还可以掌握并分析电站的整体运行情况,提高发电的质量和效率。

三、太阳能电站并网技术的未来发展趋势太阳能电站并网技术的未来发展趋势主要集中在以下几个方面:(1)智能化发展趋势,逐步实现自适应、自学习和自适应控制。

这样可以更好地提高电站的自我维护和管理能力。

(2)太阳能电站储能技术将逐步成熟。

储能系统可以平衡电源输出与负载需要之间的矛盾,优化能源利用和分配。

光伏发电系统的效率优化与并网控制策略

光伏发电系统的效率优化与并网控制策略

光伏发电系统的效率优化与并网控制策略光伏发电是一种利用太阳能直接转化为电能的可再生能源技术,其在可持续发展和环保方面具有巨大潜力。

然而,光伏发电系统的效率优化和并网控制策略是实现高效、可靠运行的关键。

本篇文章将探讨光伏发电系统的效率优化方法以及并网控制策略。

首先,光伏发电系统的效率优化是提高能量转换效率的关键。

随着太阳能发电技术的不断发展,如何提高光伏发电系统的转换效率成为了一个研究热点。

传统的光伏电池常常面临温度升高导致效率下降的问题。

因此,有效降低光伏电池的工作温度是提高光伏发电系统效率的重要方法之一。

研究表明,采用冷却系统,如水冷却,可以有效地降低光伏电池的温度,从而提高系统的发电效率。

其次,光伏发电系统的并网控制策略对于系统稳定运行非常重要。

随着太阳能发电的普及,光伏系统的规模不断扩大,各地的光伏电站接入电网的数量不断增加,因此并网控制策略就显得尤为重要。

一种常见的并网控制策略是基于功率的控制。

通过检测光伏发电系统的输出功率,控制系统可以根据电网的需求实时调整工作状态,以实现功率的匹配。

另外,还可以采用电压和频率的闭环控制策略,确保光伏发电系统的并网电压和频率稳定。

此外,光伏发电系统的效率优化和并网控制还可以通过使用最新的智能控制器和优化算法来实现。

智能控制器可以通过实时监测系统的各种参数,如温度、光照强度、电流和电压等,来优化系统的运行效率。

同时,利用优化算法,可以实现可调节的系统运行策略,如最大功率点跟踪(MPPT)和最佳工作点选择,以确保系统在不同工况下都能达到最佳的性能。

除了光伏发电系统自身的优化和控制策略,与之配套的储能技术也是提高系统效率的重要手段。

光伏发电存在不稳定性,在夜间或阴雨天无法进行发电,而储能技术可以将多余的电能存储起来,在需要的时候释放出来。

目前,常见的储能技术包括电池储能、超级电容储能和氢能储能等。

通过合理配置和管理储能系统,可以减少对电网的依赖性,提高发电系统的自洁能力。

分布式并网光伏发电站系统应用与技术分析

分布式并网光伏发电站系统应用与技术分析

分布式并网光伏发电站系统应用与技术分析光伏发电是目前全球最为普及的可再生能源之一。

分布式并网光伏发电站系统应用与技术分析是当前光伏发电的热点和难点。

光伏发电的分布式并网系统是指将太阳能光伏发电系统通过逆变器并网连接到电网中,向公共电网提供电力。

通过分布式光伏发电站可以发挥形成的协同效应,减少电网的运行压力,提高电网的供电质量,同时也减少了电力输送的损耗。

1.经济效益显著分布式并网光伏发电站具有成本低、预期收益高的特点。

这种低成本高收益的模式已经被广泛应用,并且已经在一些地方成为新的产业模式。

2.降低环境污染分布式光伏发电站系统受当地气候和地形条件的制约,一般是分散设置在各个村庄、厂房、居民区、学校、商业区等的屋顶、立面、废弃地等处。

分布式光伏发电站不仅可以使电网的负荷平衡,并且对于排放物的减少,有着巨大的环保效益。

3.促进节能减排分布式光伏发电同时可以促进节能和减排。

分布式光伏发电能够通过优化能源结构和消费方式,实现能耗的降低和排放量的减少。

此外,相对于传统火力发电厂等,分布式光伏发电不仅可以实现节能减排,还更加稳定、可靠和安全。

1.并网电网的安全分布式光伏发电站对于电网安全要求非常高,一旦出现安全隐患,将对电网有很大的冲击和威胁。

因此,分布式光伏发电站需要在设计、施工、调试、运行等各个环节严格控制,以保证电网的运行安全。

2.电力质量的稳定性分布式光伏发电站对电力质量要求非常高,这就意味着光伏发电站在设计过程中要考虑到电流闪变、谐波扰动等影响电力质量的因素,同时对于逆变器的选择和应用要有严格的技术认证和评估。

3.系统控制策略的设计分布式光伏发电站中的电流、电压和频率等参数受到一些相互关联的因素制约,需要对系统进行优化调节和控制策略的设计,以提高系统的响应速度和减少运行临界点,降低电网的稳定性风险。

综合来看,分布式光伏发电站系统应用与技术分析是一个相当重要的话题。

在应用光伏发电技术的时候,需要考虑其对电网带来的影响,同时也要注意系统的安全稳定性。

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图1
科技创新
浮动韬2 湖北 武汉 430023) 2、 武汉市交通科学研究所, 湖北 武汉 430023 (1、 武汉市政工程设计研究院有限责任公司,
结合武汉市某一区域浮 摘 要: 浮动车采集技术是交通采集技术的一种, 合理利用浮动车海量数据可以指导城市交通问题研究。 动车统计数据, 分析周边道路交通运行状况, 探索浮动车数据的深度应用价值。 交通决策支持 关键词: 交通拥堵; 浮动车; 动态路径规划; 引言 大中城市交通拥堵问题已经成为制约城市发展的一大难题,以武 汉市为例, 目前全市机动车拥有量已经突破 160 万大关, 同时私人小汽 停车困难、 空气污染等 车仍以平均月增 2 万辆的速度增长, 交通拥堵、 问题已经严重影响城市可持续发展,亟待采取良好的软硬件措施来缓 解。 文章涉及的浮动车采集技术是伴随着 ITS 新技术应用而在近几年 即在普通的运行车辆(如出租 发展起来的动态实时交通信息采集技术, 警车等)上安装定位和无线通信装置, 实现车辆与交通数据 车、 公交车、 中心的信息交换, 反馈车辆动态位置等信息。目前包括武汉市在内的很 多大中城市均利用浮动车数据建立了城市路网实时路况网上发布平 台, 但是对于浮动车数据如何指导城市交通研究的分析深度还较缺乏, 文章通过选取武汉市某一区域分析周边道路一段时期的浮动车数据, 总结区域交通运行特点, 探索浮动车数据的深度利用价值。 1 浮动车数据建立 武汉市浮动车系统是利用现有出租车调度中心采集的出租车实时 GPS 数据而搭建, 采集的数据包括车辆编号、 当前日期、 当前时刻、 经纬 度坐标、 方向角、 瞬时速度、 车辆状态等, 这些数据每隔 30s 由出租车发 送至浮动车数据处理中心, 由数据处理中心对数据进行预处理, 筛除异 常数据,然后通过地图匹配算法将数据经纬度坐标逐一对应至电子地 经纬度坐标等生成每辆浮 图上, 根据数据记录的车辆编号、 当前时刻、 可以获得 动车的行驶路径。依据行驶路径与路网地图的一一对应关系, 以及根据时间和长度指标 单位时间内, 某一路段被浮动车经过的次数, 计算该路段行驶车速,文章案例将针对以上两个指标分析区域交通运 行状况。 2 案例分析 2.1 案例区域选择 为保证研究有效性, 区域选取遵循以下原则: 道路等施工项目, 避开外界 2.1.1 周边没有基础设施建设, 如地铁、 因素造成的非正常交通流影响。 2.1.2 交通特征有一定代表性, 节假日、 工作日等不同时期交通运行 状况有较大差异, 便于对浮动车数据与现实状况进行对比。 目前武汉市交通建设项目颇多,选择的区域需在较长一段时间内 没有建设项目, 最终选定武汉市江岸区育才小学片区为案例分析对象, 为适宜选择区 该区域分布有 2 所小学及 1 所幼儿园, 日常交通较拥堵,
PDR PT
-PDR 为测试时间间隔 (驻t) 内的实际发电量; -PT 为测试时间间隔 (驻t) 内的理论发电量; 理论发电量 PT 公式中: T= Ii , 为光伏电站测试时间间隔 (驻t) 内对应 STC 条件下的实际有 IO 效发电时间; 原P 为光伏电站 STC 条件下组件容量标称值; 原IO 为 STC 条件下太阳辐射总量值, IO=1000w/m2; 原Ii 为测试时间内的总太阳辐射值。 5.2 测试系统技术要求 5.2.1 气象设备 (1) 气象参数测试装置应符合 QX/T 45-2007 的要求。 温湿度、 风速等气象数据。 (2) 气象参数测试装置应能测量辐射量、 能提供水平总辐 (3) 气象参数测试装置具备一定的数据处理能力, 射、 散射、 直射的瞬时值、 小时累积值及全天累积值; 能提供斜面总辐射 的瞬时值、 小时累积值及全天累积值; 温度全天平均值; 风速全天平均 值。
P= (K1+K2+K3+…+Kn) *Pn, Kn: 第 n 台逆变器启停 启 动 为 状 态 , 1 , 停止 为 0 , Pn : 逆 变器 额 定 功 率 88.00% 5 86.00% (0.5WM) 。 84.00% 4 实际发电量 82.00% 理论发电量 系统效率 79.13% 3 80.00% Ti, 光伏电站间隔时间 驻t 内有效发电小时数; Ii, 间 87.84% 78.00% 2 76.00% 隔 时 间 驻 t 内 斜 面 总 辐 射 量, I =Ep* 驻 t , Ep 为 1 分 钟 斜 74.00% i 1 72.00% 0 70.00% 面辐射强度, 由气象检测仪获得; 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 I0越1000w/m2, STC 条件下辐射强度。 图2 图3 7 测试成果 (4) 气象测光设备需经过法定机构标定, 结论合格。水平传感器安 通过直观 7.1 综自系统生成西北地区某光伏电站的系统效率曲线, 装应经过调整水平合格, 斜面传感器应与现场组件安装角度一致。 的曲线, 能够分析一个辐照度周期能的系统效率。 保证测试数据的准确性。 (5) 气象测光设备应经常进行维护, 7.2 综自系统生成西北某光伏电站月实际发电量和理论发电量对 5.2.2 电气测量仪表 比曲线模型 (图 2) 和整月系统效率曲线 (图 3) 。通过整月系统效率可以 (1) 电气测量仪表应符合 IEC61000-4-30-2003 ClassA 级要求。 分析, 组件污染程度等, 为运行维护提供数据。各个电站的横向比较, 可 (2) 电气测量仪表应经过法定计量检定机构检定合格。 以为设计优化提供最佳方案。 6 实际应用 8 结束语 在综自内进行计算, 需计算的气象数据和电测数据上传综自系统, 具有储量大、 寿命长、 无污染 太阳能作为新型的绿色可再生能源, 计算公式: 。随 着 光 伏市场 的 优 点 , 将 太阳 能用于 发 电 已 成 为 人 们普遍 关 注 的 焦 点 Pt dt Ti Ii 的迅速发展,光伏发电系统效率的测算与提高将会越来越多的得到重 PR实际= I0 PTi 将是一 视。如何更大效率的利用太阳能, 如何保证光伏系统设计优化, Pt, 光伏电站实时功率, 综合测控装置获得; P, 光伏电站 STC 条件 个需要不断深入研究探索的课题。 下光伏电站实际投入运行容量;
科技创新与应用
2014 年第 21 期
科技创新
光伏并网电站系统效率研究与应用
李润良 北京 100048) (中广核太阳能开发有限公司,
摘 要: 太阳能光伏发电是当前利用新能源的主要方式之一, 大型光伏并网发电是光伏发电的发展趋势。光伏电站的发电效率 善于利用综合技术、 是直接影响系统造价和收益的重要因素。 光伏发电成本的降低并非单纯取决于电池组件光电转换率的高低, 优化选择太阳能电池组件、 逆变器、 交流 提高发电效率是与提高光伏组件转换效率同等重要的课题。应该按照不同的安装环境, 如何有效的测算、 提高光伏电站系统效率, 成为太 配电设备等主要设备, 优化设计方案, 以使发电效率达到更理想的水平。所以, 通过建立数学模型对光伏发电系统效率进行研究。 阳能利用中一个重点问题。文章以光伏发电系统效率为研究对象, 关键词: 光伏; 发电系统; 系统效率; 测算; 应用 引言 目前,在世界能源结构中,人类主要利用的能源是化石能源如煤 水能, 其他的可再生能源只占 炭、 石油、 天然气, 另外还有核能、 太阳能、 天然气、 煤炭的消费构成分别为 41%、 微乎其微的一小部分。其中石油、 这些能源仅可供前 23%和 27%。根据目前所探明的储量和消耗量计算, 世界大约消耗 170 年。 引起了人们 在这样的背景下, 太阳能作为一种巨量的可再生能源, 用之不竭等优点越来 的重视。太阳能以其清洁、 无污染, 而且取之不尽、 越得到人们的关注。全球能源专家们一致认定: 太阳能将成为 21 世纪 最重要的能源之一。据欧洲委员会联合研究中心 (JRC) 预测, 到 2100 年,太阳能在整个能源结构中将占 68%的份额。太阳能的利用方式很 多, 而太阳能发电是太阳能利用中最为关注的焦点。 2 光伏并网系统应用现状 2.1 全球应用现状 太阳能光伏发电产业自 20 世纪 80 年代以来持续高速发展,世界 增长幅度最快的能源产业之一。 光伏产业已成为当今世界最受关注、 开始由主要为 进入 21 世纪以来, 世界光伏市场发生了很大变化, 航标灯等特殊应用领域解决供电 边远农村地区和通信设备、 气象台站、 问题,逐步向并网发电和与建筑相结合的常规供电方向及商业化应用 至 2010 年, 至 2030 方向发展。 全球光伏发电并网装机容量达到 15GW, 年, 全球光伏发电装机容量将达到 300GW; 至 2040 年, 光伏发电将达到 世界各国政 全球发电总量的 15%-20%。 为了鼓励太阳能的开发和利用, 府分别积极制定各种优惠政策来推动太阳能光伏发电的发展。 2.2 国内应用现状 近年来, 得益于欧美光伏市场的拉动, 我国太阳能光伏产业发展十 分迅速,光伏电池年产量已位居世界第一,连续 5 年的年增长率超过 100%。2007 年至今, 中国已连续 4 年光伏电池产量居世界首位。2010 年, 中国光伏电池产量已超过全球总产量的 50%。而与之相对, 作为光 甚至可以说严重落后于光 伏制造大国, 中国的光伏市场发展相对迟缓, 截至 2008 年底, 伏产业的发展, 中国累计光伏装机量仅为 145MW。 中国过程光伏市场的政策 过去的两年内, 随着光伏发电成本下降, 也取得了一些重要进展。2009 年底, 国家首个光伏特许权项目-甘肃敦 煌 10MW 并网光伏发电项目由我公司以 1.0928 元/度的价格竞标成功, 由此拉开了中广核太阳能开发有限公司跨步发展的新篇章。 2011 年 8 月 1 日, 国家发改委对外公布了光伏发电标杆上网电价 1.15 元/度, 至此中国光伏市场必将大规模启动。我公司锡铁山项目一、 二、三期共投资建成 100MW 大型并网光伏电站,日发电量大于 60 万 度,是目前为止全世界最大的已投产光伏并网发电站。 3 太阳能光伏发电系统概述 3.1 太阳能光伏发电系统的组成 太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池的光生伏打效应,将太阳 光辐射能直接转换成电能的一种新型发电系统,一般是由太阳能电池 组件、 逆变器和交流配电系统构成。 3.1.1 太阳能电池组件: 太阳能电池是太阳能光伏发电系统中的核 心部分, 其作用是将太阳能直接转换为电能。太阳能电池的转换效率和 成本是光伏发电研究过程中的两个重要指标。 3.1.2 逆变器: 逆变器是将直流电变成交流电的设备。 电力电缆、 开 3.1.3 交流配电系统: 交流配电系统包括电力变压器、 关等。 3.2 大型并网光伏发电系统 并网光伏发电系统是太阳能光伏发电进入大规模商业化发电阶 是当今世界太阳能光伏发 段, 成为电力工业组成部分之一的重要方向, 开始大量建设兆瓦级并 电技术发展的主流趋势。目前, 在世界范围内, 网光伏发电系统。 4 影响光伏电站发电量的主要因素 4.1 光伏阵列效率 光伏阵列的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换 组件匹配损失、 表面 与传输过程中影响光伏阵列效率的损失主要包括: 温度的影响以及直流线路损 尘埃遮挡损失、 不可利用的太阳辐射损失、 失等。 4.2 逆变器的转换效率 逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比。影响逆变器转换 效率的损失主要包括: 逆变器交直流转换造成的能量损失、 最大功率点 跟踪 (MPPT) 精度损失等。 4.3 交流配电设备效率 即从逆变器输出至高压电网的传输效率,其中影响交流配电设备 效率的损失最主要是: 升压变压器的损耗和交流电气连接的线路损耗。 4.4 系统发电量的衰减 晶硅光伏组件在光照及常规大气环境中使用造成的输出功率衰 影响光伏电站发电量的 减。在光伏电站各系统设备正常运行的情况下, 主要因素为光伏组件表面尘埃遮挡所造成太阳辐射损失。 5 光伏电站发电效率测试原理及数学模型 5.1 光伏电站整体发电效率测试原理 整体发电效率 PRE 公式为:PRE
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