并网光伏发电系统的结构、形式和优点介绍

2022-04-06 16:04

并网光伏发电系统可以将太阳能电池阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电，并实现与电网连接并向电网输送电能。

这种发电系统的灵活性在于，在日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。

一、并网光伏发电系统的结构

与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统称为并网光伏发电系统，该系统结构包括太阳能电池阵列、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、交流负载、变压器等部件。

并网光伏发电系统可以将太阳能电池阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电，并实现与电网连接并向电网输送电能。这种发电系统的灵活性在于，在日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。

过去，由于太阳能电池的成本居高不下，光伏发电大多只是应用在一些专用的独立运行的系统中，如航天、边防海岛或是边远地区的示范工程等。随着新型光伏材料的出现，产品价格的不断下降，转换效率得到不断提高，先进的电力电子器件、微处理器的推出以及先进的控制策略的应用，都使得光伏并网技术的研究和大量推广日益成为可能，光伏利用也逐步向城市并网光伏电站、小区光伏建筑集成及小功率户用光伏并网系统的方向发展。

二、并网光伏发电系统的形式

光伏与建筑相结合的初始形式是在建筑物的屋顶或阳台上安装一般的太阳能电池阵列，并为其配备蓄电池进行独立供电，或通过逆变控制器和变压器输出端与公共电网并联，使电网和光伏方阵共同向建筑物供电。

光伏与建筑相结合进一步的形式是使光伏组件与建筑材料融为一体，并采用特殊的材料和工艺手段，将光伏组件做成屋顶、外墙、窗户等部件。这样光伏组件既能直接作为建筑材料使用又能发电，进一步降低了发电成本。

光伏发电系统和建筑相结合应用时，通常采用并网发电的形式，这类系统与独立光伏发电系统相比，具有以下五大突出的优点：

1、在阴雨天或晚间，由电网给负载供电，这样，系统不必配备储能装置，既可以降低系统造价，又免除了维护和更换蓄电池的麻烦，还增加了供电的可靠性；

2、在有日照时所发出的电能，既可供给建筑物内负载使用，如果有多余还可反馈给电网；

3、在并网光伏发电系统中，不受蓄电池荷电状态的限制，可以随时向电网存取电能；

4、在设计太阳电池方阵倾角时，可以取全年能收到最大太阳辐射量对应的角度，最大限度地发挥太阳电池方阵的发电能力；

5、夏天的太阳辐射强度大，太阳电池阵列所发的电能相对较多，而夏季也是用电的高峰期，空调等制冷设备的利用率高，耗电量大，这正好能起到为电网调峰的作用。