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首頁(yè) 電氣技術(shù)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電，這一術(shù)語(yǔ)涵蓋了光伏太陽(yáng)能發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)以及太陽(yáng)能光伏發(fā)電站等多個(gè)稱(chēng)謂，它實(shí)際上是一種巧妙地將光能直接轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)依賴(lài)于半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)，即當(dāng)光子撞擊半導(dǎo)體材料時(shí)，能夠激發(fā)出電子并形成電流。這種轉(zhuǎn)換過(guò)程無(wú)需經(jīng)過(guò)熱能的中間環(huán)節(jié)，因此具有極高的能量轉(zhuǎn)換效率。

根據(jù)市面上現(xiàn)有的光伏發(fā)電項(xiàng)目，結(jié)合不同的應(yīng)用場(chǎng)景，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以大致分為四種類(lèi)型：并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、并離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)和多種能源混合微網(wǎng)系統(tǒng)。今天我們就一起來(lái)簡(jiǎn)單地了解一下這四大發(fā)電系統(tǒng)的組成及原理。

▌01 離網(wǎng)和并網(wǎng)的差異

兩者主要區(qū)別在于是否依賴(lài)外部電網(wǎng)。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)依賴(lài)于電網(wǎng)，采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”或“全額上網(wǎng)”的工作模式，在停電情況下不運(yùn)行;而離網(wǎng)系統(tǒng)不依賴(lài)于電網(wǎng)，依靠“邊儲(chǔ)邊用”或“先儲(chǔ)后用”的工作模式，不受停電影響。

▌02 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的組成及原理

由光伏組件、并網(wǎng)逆變器、負(fù)載、雙向電表、并網(wǎng)柜和電網(wǎng)組成。

原理是將光伏組件產(chǎn)生的直流電通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)化為交流電，再供給到負(fù)載和接入電網(wǎng)。這樣，滿(mǎn)足家庭負(fù)載的同時(shí)，多余的電還可以賣(mài)入電網(wǎng)。

▼ 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)示意圖

特點(diǎn)：

1、與電網(wǎng)連接，電量部分或全部上傳電網(wǎng)。

2、電網(wǎng)停電，光伏發(fā)電也停止。因?yàn)槟孀兤鞫加蟹拦聧u，也就是電網(wǎng)公司要求：電網(wǎng)停電，光伏電也必須立刻斷電，主要是安全考慮。

3、晚上居民還是依靠市電。

4、沒(méi)有儲(chǔ)能裝置。

▌03 離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的組成及原理

和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)相對(duì)的，就是離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，由光伏組件、離網(wǎng)逆變器、蓄電池、負(fù)載等構(gòu)成。比較先進(jìn)方案中已經(jīng)將逆變器+蓄電池集成為一體設(shè)備，如優(yōu)能電氣的UFox系列離網(wǎng)儲(chǔ)能一體機(jī)。離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可以不依賴(lài)電網(wǎng)而獨(dú)立運(yùn)行，一般應(yīng)用于偏僻地區(qū)、無(wú)電區(qū)、海島、通訊基站和路燈等。

▼ 分體式離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)示意圖

▲ 一體式離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)示意圖

在有光照時(shí)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)離網(wǎng)逆變器給負(fù)載供電，或給蓄電池充電?；蛟跊](méi)有光伏的情況下，也可以通過(guò)電網(wǎng)對(duì)蓄電池進(jìn)行充電；在無(wú)光照時(shí)或電網(wǎng)停電時(shí)，可將蓄電池的電通過(guò)逆變器給交流負(fù)載供電。

特點(diǎn)：

1、不依靠電網(wǎng)的獨(dú)立系統(tǒng)。也就是，不管有沒(méi)有市電，只要有太陽(yáng)光照滿(mǎn)足，離網(wǎng)系統(tǒng)就可以獨(dú)立工作，就可以獨(dú)立提供電能。

2、必須有儲(chǔ)能設(shè)備，也就是必須需要蓄電池，不然晚上或陰雨天無(wú)法工作。

3、可以不接光伏。

▌ 04 并離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的組成及原理

由光伏組件、并離網(wǎng)混合逆變器、蓄電池、負(fù)載等構(gòu)成?，F(xiàn)在也有比較先進(jìn)方案是將并離網(wǎng)混合逆變器+電池系統(tǒng)集成一體，例如優(yōu)能的UHome系列并離網(wǎng)儲(chǔ)能一體機(jī)。并離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于經(jīng)常停電或光伏自發(fā)自用不能余電上網(wǎng)、自用電價(jià)比上網(wǎng)電價(jià)貴、波峰電價(jià)比波谷電價(jià)貴等場(chǎng)景。

并離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)示意圖

白天有光的情況下，通過(guò)離并混合逆變器優(yōu)先供給負(fù)載用電，多余的電存儲(chǔ)到蓄電池中；晚上的時(shí)候，蓄電池通過(guò)離并網(wǎng)混合逆變器為負(fù)載進(jìn)行供電。同時(shí)，可以設(shè)置充放電時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)電價(jià)的峰平谷調(diào)節(jié)。當(dāng)電網(wǎng)斷電時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換為離網(wǎng)模式，保證用戶(hù)供電需求。

特點(diǎn)：

1、兼具離、并網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，可以并網(wǎng)賣(mài)電，而在電網(wǎng)斷電時(shí)也可以正常運(yùn)行。

2、無(wú)電網(wǎng)情況下，必須有電池才能運(yùn)行。

3、可以不接光伏，作為離網(wǎng)系統(tǒng)，進(jìn)行電價(jià)削峰填谷或應(yīng)急備電用。

▌04 微網(wǎng)系統(tǒng)的組成及原理

由分布式電源（光伏/風(fēng)電/柴油）、負(fù)載、儲(chǔ)能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的配電網(wǎng)絡(luò)。可將分散能源就地轉(zhuǎn)化為電能，然后就近供給本地負(fù)載。

▲ 微網(wǎng)混合能源系統(tǒng)示意圖

微電網(wǎng)系統(tǒng)是一種能夠自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，不僅可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)接入，也可以孤立運(yùn)行，極大程度上解決了分布式電源并網(wǎng)問(wèn)題，促進(jìn)分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，是一種對(duì)負(fù)荷多種能源形式的高效供給，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式配電網(wǎng)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)。

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