建筑应用——光伏发电系统.doc

　 图1 太阳能电池发电原理图 2、光伏系统分为独立发电和并网发电两大类，基本上由部分组成：太阳电池组件串联或者并联形成的光伏组件方阵，可在太阳光照射下将太阳能转换成电能输出；蓄电池或者其他辅助发电设备，可光伏电池组件产生的电能储存起来并入公共电网（并网发电），使用时再进行释放；充、放电控制器、逆变器、、计算机监控设备控制器对蓄电池的充电放电进行控制和规定，逆变器将光伏组件产生的直流电或者蓄电池释放的直流电转化为负载所需要的交流电。光伏系统的工作原理 光伏系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜等设备组成。 图2 独立光伏系统框图 工作原理：白天，在光照条件下，电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换电能贮存起来。晚上，蓄电池组逆变器提供电逆变器将直流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保蓄电池正常。系统还有限荷保护和防雷装置，以系统设备的过载运行及遭雷击，系统设备安全。其各部分设备的作用是：　　：在有光照情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生光生电压，这就是光生伏打效应。在光生伏打效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅多晶硅和非晶硅太阳能电池三种。 　　蓄电池组：其作用是贮存电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：a.自放电率低；b.使用寿命长；c.深放电能力强；d.充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价格低廉。目前我国与太阳能发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。配套200Ah以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封式免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为2VDC；配套200Ah以下的铅酸蓄电池，一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为12VDC。镉镍蓄电池每只蓄电池的额定电压为2VDC，电压与容量可根据需要串并联。 　充放电控制器：自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此充放电控制器是不可少的设备。 逆变器：是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载交流负载，逆变器。逆变器可分为方波逆变器和正弦波逆变器方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。）并网发电系统通过把太阳能转化为电能，不蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上电网。太阳能并网发电太阳能电源的发展方向，21世纪最具吸引力的能源利用技术。 图3 并网光伏系统框图 建筑与光伏系统相结合（简称BAPV）称为BAPV系统，也就是将现成光伏组件安装在建筑物的物顶或者外墙上，出端经过控制器、逆变器与公用电网相连接，形成并网光伏系统，当光伏组件发电供应给负载有多余时可以反馈给电网，在雨天或者夜晚，负载可由电网供电，由于不需要配备蓄电池，可以降低系统造价。是光电建筑一体化的更高级应用，即是将光伏器件与建筑材料集成化。将建筑物的外墙、玻璃幕墙、窗户甚至屋顶本身在合适的朝阳方向上采用光伏组件来代替建筑材料，既作为建材又能够发电，一举两得。这样就要求光伏组件要具备建筑材料相应的特性，如防水防潮、绝热保温、机械强度、安全美观、易于施工等等。这一应用显然具有极大的潜在市场，目前在国内外已经出现了大量的BIPV示范性建筑。所发电能馈入电网，省掉蓄电池建设投资从而使发电成本大为降低。提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染。分布式建设发供电，进出电网灵活）光伏电池组件与建筑物完美结合，既可发电又能作为建筑材料和装饰材料，使物质资源充分利用发挥多种功能，降低建设费用建筑物科技含量提高增加“卖点”。。网光伏系统是世界各发达国家在光伏应用领域竞相发展的热点和重点，是世界太阳能光伏发电的主流发展趋势，市场巨大，前景广阔。光伏建筑一体化（BIPV）对光伏方阵与光伏组件的要求　　影响光伏发电的因素　　影响光伏发电的有两个方面。一是光伏组件可能接受到的，二是光伏组件的本身的性能。　　由于发电的全部能量来自于，因而方阵所能获得的辐射量决定了它的发电量。而太阳辐射量的多少与太阳高度、地理纬度、海拨高度、大气质量、大气透明度、日照时间等有关。地面的太阳辐射直散分量四季的变化，一天当中时间的变化，都会影响太阳能的发电，但这些因素对于具体建筑而言是客观因素几乎只能被动选择。对于光伏组件而言，光伏方阵的倾角、表面清洁度、转换率、光伏电池的工作环境状态等在设计过程中