該系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)中只有直流負(fù)載而且負(fù)載功率比較小,整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,操作簡便。其主要用途是一般的戶用系統(tǒng),負(fù)載為各種民用的直流產(chǎn)品以及相關(guān)的娛樂設(shè)備。如在我國西北邊遠(yuǎn)地區(qū)就大面積推廣使用了這種類型的光伏系統(tǒng),負(fù)載為直流節(jié)能燈、收錄機(jī)和電視機(jī)等,用來解決無電地區(qū)家庭的基本照明問題。
簡單直流系統(tǒng)(Simple DC)該系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)負(fù)載為直流負(fù)載而且對負(fù)載的使用時間沒有特別的要求,負(fù)載主要是在白天使用,所以系統(tǒng)中沒有使用蓄電池,也不需要使用控制器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,直接使用太陽能太陽電池組件給負(fù)載供電,省去了能量在蓄電池中的儲存和釋放過程所造成的損失,以及控制器中的能量損失,提高了太陽能的利用效率。其常用于光伏水泵系統(tǒng)、一些白天臨時設(shè)備用電和旅游設(shè)施中。圖4-4顯示的就是一個簡單直流的光伏水泵系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在發(fā)展中國家的無純凈自來水供飲地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用,產(chǎn)生了良好的社會效益。
4.2.3. 大型太陽能供電系統(tǒng)(Large DC)與上述兩種光伏系統(tǒng)相比,這種光伏系統(tǒng)仍適用于直流電源系統(tǒng),但是這種太陽能光伏系統(tǒng)的負(fù)載功率較大,為了保證可靠地給負(fù)載提供穩(wěn)定的電力供應(yīng),其相應(yīng)的系統(tǒng)規(guī)模也較大,需要配備較大的太陽能太陽電池組件陣列和較大的蓄電池組,常應(yīng)用于通信、遙測、監(jiān)測設(shè)備電源,農(nóng)村的集中供電站,航 標(biāo)燈塔、路燈等領(lǐng)域。我國在西部地區(qū)實(shí)施的“光明工程”中,一些無電地區(qū)建設(shè)的部分鄉(xiāng)村光伏電站就是采用這種形式;中國移動和中國聯(lián)通公司在偏僻無電網(wǎng)地區(qū)建設(shè)的通信基站也采用了這種光伏系統(tǒng)供電 交流、直流供電系統(tǒng)(AC/DC)與上述的三種太陽能光伏系統(tǒng)不同的是,這種光伏系統(tǒng)能夠同時為直流和交流負(fù)載提供電力,在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上比上述三種系統(tǒng)多了逆變器,用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電以滿足交流負(fù)載的需求。通常這種系統(tǒng)的負(fù)載耗電量也比較大,從而系統(tǒng)的規(guī)模也較大。在一些同時具有交流和直流負(fù)載的通信基站和其它一些含有交、直流負(fù)載的光伏電站中得到應(yīng)用。 并網(wǎng)系統(tǒng)(Utility Grid Connected)這種光伏系統(tǒng)最大的特點(diǎn)就是太陽電池組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入公共電網(wǎng),并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏方陣所產(chǎn)生電力除了供給交流負(fù)載外,多余的電力反饋給電網(wǎng)。在陰雨天或夜晚,太陽電池組件沒有產(chǎn)生電能或者產(chǎn)生的電能不能滿足負(fù)載需求時就由電網(wǎng)供電。因?yàn)橹苯訉㈦娔茌斎腚娋W(wǎng),免除配置蓄電池,省掉了蓄電池儲能和釋放的過程,可以充分利用光伏方陣所發(fā)的電力從而減小了能量的損耗,并降低了系統(tǒng)的成本。但是系統(tǒng)中需要專用的并網(wǎng)逆變器,以保證輸出的電力滿足電網(wǎng)電力對電壓、頻率等電性能指標(biāo)的要求。因?yàn)槟孀兤餍实膯栴},還是會有部分的能量損失。這種系統(tǒng)通常能夠并行使用市電和太陽能太陽電池組件陣列作為本地交流負(fù)載的電源,降低了整個系統(tǒng)的負(fù)載缺電率。而且并網(wǎng)光伏系統(tǒng)可以對公用電網(wǎng)起到調(diào)峰作用。但并網(wǎng)光伏供電系統(tǒng)作為一種分散式發(fā)電系統(tǒng),對傳統(tǒng)的集中供電系統(tǒng)的電網(wǎng)會產(chǎn)生一些不良的影響,如諧波污染,孤島效應(yīng)等。
混合供電系統(tǒng)(Hybrid) 這種太陽能光伏系統(tǒng)中除了使用太陽能太陽電池組件陣列之外,還使用了燃油發(fā)電機(jī)作為備用電源。使用混合供電系統(tǒng)的目的就是為了綜合利用各種發(fā)電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),避免各自的缺點(diǎn)。比方說,上述幾種獨(dú)立光伏系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是維護(hù)少,缺點(diǎn)是能量輸出依賴于天氣,不穩(wěn)定。綜合使用柴油發(fā)電機(jī)和太陽電池組件的混合供電系統(tǒng)與單一能源的獨(dú)立系統(tǒng)相比所提供的能源對天氣的依賴性要小,它的優(yōu)點(diǎn)是: ? 使用混合供電系統(tǒng)可以達(dá)到可再生能源的更好利用。因?yàn)榭稍偕茉词亲兓模环€(wěn)定的,所以系統(tǒng)必須按照能量產(chǎn)生最少的時期進(jìn)行設(shè)計。由于系統(tǒng)是按照最差的情況進(jìn)行設(shè)計,所以在其他的時間,系統(tǒng)的容量過大。在太陽輻照最高峰時期產(chǎn)生的多余能量沒法使用而白白浪費(fèi)了。整個獨(dú)立系統(tǒng)的性能就因此而降低。如果最差月份的情況和其他月份差別很大,有可能導(dǎo)致浪費(fèi)的能量等于甚至超過設(shè)計負(fù)載的需求。 ?
具有較高的系統(tǒng)實(shí)用性。在獨(dú)立系統(tǒng)中因?yàn)榭稍偕茉吹淖兓筒环€(wěn)定會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)供電不能滿足負(fù)載需求的情況,也就是存在負(fù)載缺電情況,使用混合系統(tǒng)則會大大地降低負(fù)載缺電率。 ?
和單用柴油發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)相比,具有較少的維護(hù)和使用較少的燃料。 ?
較高的燃油效率。在低負(fù)荷的情況下,柴油機(jī)的燃油利用率很低,會造成燃油的浪費(fèi)。在混合系統(tǒng)中可以進(jìn)行綜合控制使得柴油機(jī)在額定功率附近工作,從而提高燃油效率。 ?
負(fù)載匹配更佳。使用混合系統(tǒng)之后,因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)可以即時提供較大的功率,所以混合系統(tǒng)可以適用于范圍更加廣泛的負(fù)載系統(tǒng),例如可以使用較大的交流負(fù)載,沖擊載荷等。還可以更好的匹配負(fù)載和系統(tǒng)的發(fā)電,只要在負(fù)載的高峰時期打開備用能源即可簡單的辦到。有時候,負(fù)載的大小決定了需要使用混合系統(tǒng),大的負(fù)載需要很大的電流和很高的電壓。如果只是使用太陽能成本就會很高。但混合系統(tǒng)也有其自身的缺點(diǎn): 控制比較復(fù)雜。因?yàn)槭褂昧硕喾N能源,所以系統(tǒng)需要監(jiān)控每種能源的工作情況,處理各個子能源系統(tǒng)之間的相互影響、協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的運(yùn)作,這樣就導(dǎo)致其控制系統(tǒng)比獨(dú)立系統(tǒng)復(fù)雜,現(xiàn)在多使用微處理芯片進(jìn)行系統(tǒng)管理。 ? 初期工程較大?;旌舷到y(tǒng)的設(shè)計,安裝,施工工程都比獨(dú)立工程要大。 ? 比獨(dú)立系統(tǒng)需要更多的維護(hù)。