太阳能发电技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,太阳能发电技术,目 录,1,、太阳能简介,2,、太阳能发电原理与系统,3,、太阳能发电逆变器技术,4,、太阳能发电应用和前景,1,、太阳能简介,对于人类来讲，太阳能取之不尽，用之不竭，无污染。,每秒辐射到陆地表面的能量相当于全球,1,年内消耗总能量的,3.5,万倍。,其中植物吸收的占,0.015%,，转化为燃料的不到,0.002%,。,太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的亲睐，在人们生活、工作中有广泛的作用，其中之一就是将太阳能转换为电能，太阳能电池就是利用太阳能工作的。而太阳能热电站的工作原理则是利用汇聚的太阳光，把水烧至沸腾变为水蒸气，然后用来发电。,1.1,太阳能目前主要应用,2,、太阳能发电原理与系统,2.1,太阳能发电原理,利用太阳能发电有两大类型，一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。,太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。,太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。,2.2,太阳能发电系统,太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件,(,阵列,),、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。,非晶硅太阳能电池板,太阳能发电系统分类,太阳能发电系统分为独立发电系统与并网发电系统：,1,、独立发电系统也叫离网发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。,2,、并网发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。,太阳能发电直流供电系统,太阳能发电交直流供电系统,3,、太阳能发电逆变器技术,太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流,220V,或,110V,，还需要配置逆变器。,3.1,逆变器概述,通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。,3.1.1,逆变器的分类,按逆变器输出电压或电流的波形分可分为：,（,1,）方波逆变器,方波逆变器输出的电压波形为方波。,（,2,）阶梯波逆变器,此类逆变器输出的电压波形为阶梯波。逆变器实现阶梯波输出也有多种不同的线,路。输出波形的阶梯数目差别很大。,（,3,）正弦波逆变器,正弦波逆变器输出的电压波形为正弦波。,3.2,光伏逆变器的工作原理,逆变装置的核心，是逆变开关电路，简称为逆变电路。该电路通过电力电子开关的导通与关断，来完成逆变的功能。,3.3,并网逆变器的电路结构,上图为并网逆变器内部功能模块框图。光伏输入在逆变器直流侧汇总，升压电路将输入直流电压提高到逆变器所需的值。,MPP T,跟踪器保证光伏阵列产生直流电能能最大程度地被逆变器所使用。,IGBT,全桥电路将直流电转换成交流电压和电流。保护功能电路在逆变器运行过程中监测运行状况，在非正常工作条件下可触发内部继电器从而保护逆变器内部元器件免受损坏。,3.4,采用,SPWM,技术的逆变器,PWM,控制技术是对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可以改变输出频率。,脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的,PWM,波形就是,SPWM,波。,SPWM,有两种控制方式，一种是单极式，一种双极式，两种控制方式调制方法相同，输出基本电压的大小和频率也都是通过改变正弦参考信号的幅值和频率而改变的，只是功率开关器件通断的情况不一样，采用单极式控制时，正弦波的半个周期内每相只有一个开关元器件开通或关断，而双极式控制时逆变器同一桥臂上下两个开关器件交替通断，处于互补工作方式，双极式比单极式调制输出的电流变化率较大，外界干扰较强。,双极性,SPWM,逆变电路,双极性,SPWM,逆变电路电量波形图,单极性,SPWM,逆变电路电量波形图,单极性,SPWM,逆变电路输出电压分析,输出电压,u,o,波形图如电量波形图所示，该电压具有奇函数和半波对称性质，用傅里叶级数分解时不包含偶次谐波，各谐波强度与,m,的关系曲线如右图所示（参变量为频率比,K,，,K=9,）。由图可见，在,m1,的范围内，,C,1,与,m,之间有线性关系。,带钳位式缓冲电路时的电路,4,、太阳能发电的应用及发展前景,徐州光伏电站,太阳能发电的发展前景,能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。目前，各国政府均给予太阳能发电相关公司较高支持，从一个侧面也反映出各国对这一产业发展前景乐观的预期。我国太阳能发电产业正处在成长初期，发展前景广阔。,