光伏系统设计培训

太阳能光伏系统设计

太阳能光伏发电系统主要包括太阳能电池、接线盒、方阵汇流箱、控制器、蓄电池、逆变器、交直流配电系统等。

太阳能电池板控制器蓄电池逆变器直流负载交流负载DCDCAC

下边就太阳能光伏发电系统的硬件设计阐述一下我的理解。

一、太阳能电池

1.太阳能电池的分类

太阳能电池按材料可分为硅薄膜式、化合物半导体薄膜式、和有机模式，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居于主导地位。

硅太阳能电池又分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。单晶硅太阳能电池光电转换效率最高，实验室最高光电转换效率为23%，规模生产时效率为15%，是目前最理想的太阳能电池材料，但成本价格太高。多晶硅薄膜太阳能电池相对单晶硅而言成本低廉，转换效率又高于非晶硅薄膜太阳能电池。其实验室最高光电转换效率为18%，规模生产时效率为10%，有很大的发展前景。但目前研制的多晶硅太阳能电池还不稳定，随着使用时间的增加，光电转换效率会逐渐减退。非晶硅太阳能电池由于具有较高的光电转换效率、较低的成本及重量轻等特点，有极大的潜力，但由于其内部结构的不稳定性和大量氢原子而使其具有光疲劳效应，直接影响了它的应用。

2.太阳能电池的规格

我公司生产的太阳能电池片有单晶硅和多晶硅两种类型。单晶硅太阳能电池片大小为125³125mm2，电压0.5V，功率2.5W~2.7W。多晶硅太阳能电池片大小为156³156mm2，电压也是0.5V，功率3.5W~4W。一个太阳能电池片只能产生大约0.5V电压，远低于实际应用所需要的电压。为了满足实际应用的需要，需把太阳能电池片连接成组件。

太阳能电池组件包含一定数量通过导线连接的太阳能电池，具有一定的防腐、防风、防雹、防雨等的能力。在一个太阳能组件上，太阳能电池片的标准数量是36片，这意味着一个太阳能电池组件大约能产生17V的电压，正好能为一组额定电压为12V的蓄电池进行有效充电。

第二篇 光伏电站接入系统方案

第3章 光伏电站送出工程系统设计方案

3.1 光伏电站送出工程设计技术要求

（1）明确光伏电站规划容量、分期容量、建设计划、电力市场消纳方向、

输电方向、送电距离及其在电力系统中的地位和作用。

（2）光伏升压变电站的电气主接线应尽量简化。

（3）光伏电站并网后，必须满足电网各种运行方式的要求。

（4）光伏电站送出工程设计应满足《光伏发电站接入电力系统技术规定》

的相关要求。

（5）光伏电站内设备的技术参数应满足Q/GDW 617-2011。

3.2 光伏电站电气系统设计的主要内容

光伏电站电气系统设计主要包括：接入系统方案，光功率预测，有功、无功

控制系统，低电压穿越，接入系统二次，光伏电站升压变压器设计，集电线路设

计，升压变电站设计等方面的内容。其中光伏电站接入系统部分共6个方案，详

见表1-1；光伏电站升压变压器系统方案1个，详见表1-2；升压变电站系统方案

共15个，详见表1-3；集电线路系统方案共6个，详见表1-4。

表1-1 光伏电站接入系统部分系统方案 方案

编号 规划装机容

量（MW） 接入电压

（kV） 接入回

路数 适用范围

X-1 50～100 100（66） 1回 区域小规模孤立光伏电站，即规模容量较小，

且与其他光伏电站距离较远，无法联合送出

X-2 100～200 220（330） 1回 区域内中等规模孤立光伏电站或距离较近的几

个小规模可联合送出的光伏电站；或地区电网

网架薄弱，220kV以下电网无法满足光伏电站送出要求情况下，亦可采用本方案送出

X-3 200～600 220（330） 1回 区域较大规模孤立光伏电站或距离较近的几个

中等规模可联合送出的光伏电站

X-4A 600～1000 220（330） 1～2回 区域大规模孤立光伏电站或距离较近的几个中

等规模可联合送出的光伏电站 X-4B 600～1000 500 1回

X-5 1000～5000 500（750） 1～2回 需打捆送出的光伏基地；根据各光伏电站装机

离网型光伏系统设计

一． 引言

随着社会的发展，能源在社会发展中的重要性越来越突出，尤其是近年来各国日益呈现出来的能源危机问题更加明显地把能源置于社会发展的首要地位。

目前世界大部分国家能源供应不足，不能满足经济发展的需要，各国纷纷出台各种法规支持开发利用新能源和可再生能源， 使得新能源和可再生能源在全球升混。

近几年来，光伏产业迅速发展，世界太阳电池年产量在最近十年内保持了30%以上的增速，2007 年年增长率达到了50% ，2008 年年增长率甚至达到了100% ，年产量达到6.5GW ， 大阳电池产量迅速增加的动力来自于世界对太阳能等清洁能源持续增长的需求，2008 年世界光伏系统新装机容量达到5.95 GW ，比200 7年增长了110%。按照目前光伏组件4.5 $/W的价格计算，世界光伏市场规模接近三百亿美元.

新能源是国家“十二五”规划重点要求发展的产业，政策对其扶持力度很大。2009年3月，由科技部、国家发改委等部门联合举办的2009年中国国际节能和新能源科技博览会上集中展示了节能减排和新能源科技的重大成果，引起了国内外的广泛关注。 我国拥有丰富的新能源与可再生能源可供开发利用，近十年来的高长使我国迫切需要加大对新能源和可再生能源的开发利用，以解决能源题，保障能源供应安全。

二．独立光伏发电系统的结构和工作原理

1.结构

通过太阳能电池将太阳辐射能转换为电能的发电系统称为太阳能光伏发电系统，也可叫做太阳能电池发电系统。尽管太阳能光伏发电系统应用样式多种多样，应用规模跨度也很大，从小到不足一瓦的太阳能草坪灯，大到几百千瓦甚至几兆瓦的大型光伏发电站，但太阳能光伏发电系统的组成结构和工作原理基本相同。其主要结构由太阳能电池组件（或方阵）、蓄电池（组）、光伏控制器、逆变

2 器（在有需要输出交流电的情况下使用）以及一些测试、监控、防护等附属设施构成。

浅谈太阳光伏并网发电系统防雷

中山大学太阳能系研究所 罗宇飞

顺德中山大学太阳能研究所 孙韵琳

1、前言

随着人们环境保护意识的增强和太阳能光伏技术的发展，太阳能光伏并网发电系统的数量、规模和应用规模都在不断扩大，为确保太阳能光伏并网发电系统安全可靠运行，太阳能光伏并网发电系统的防雷设计也越来越受重视。太阳能光伏并网发电系统的防雷与一般电器的防雷既有区别又有联系，因此要根据太阳能光伏并网发电系统的特点来合理设计可靠的防雷方案。

2、 雷电的危害

直击雷是雷雨云对大地和建筑物的放电现象。当直击雷作用在远处或防雷保护区之内的导线或金属管道上时可以通过导线和金属管道传输到电子设备和太阳电池组件上，由于它有强大的冲击电流、炽热的高温、猛烈的冲击波，强烈的电磁辐射，所以能损坏放电通道上的输电线和电子设备，造成财产损失，甚至击死击伤人畜，造成生命损失。

雷云表面分布着大量负电荷，可以通过静电感应使支架和电缆等感应出高电压。闪电电流在闪电通道周围的空间产生强大的电磁场，使周围的各类金属导体上产生感应电动势或感生电流，从而损坏设备。并且雷电感应高电压和雷电电磁脉冲的作用范围广，作用方式比较隐蔽，所以其后果往往比直击雷更严重。

如果没有采取等电位连接和钳位措施而且避雷针引下线与导线、金属管道或电器设备的工作地线间的距离小于安全间距，雷击发生时，导线感应雷电流，或者雷击建筑物导致地电位抬高，都会使设备的电源线、信号线和接地线之间存在电位差，如果电位差超过设备的耐受能力，则该设备必然被击坏。

3、太阳能光伏并网发电系统的防雷

太阳能光伏并网发电系统的基本组成为：太阳电池方阵、直流配电柜、交流配电柜和逆 变器等。太阳电池方阵的支架采用金属材料并占用较大空间且一般放置在建筑物顶部或开阔地，在雷暴发生时，尤其容易受到雷击而毁坏，并且太阳电池组件和逆变器比较昂贵，为避免因雷击和浪涌而造成经济损失，有效的防雷和电涌保护是必不可少的。太阳能光伏并网电站防雷的主要措施有：