发布时间:2024-08-27 20:30:18 人气:
奥力弗太阳能发电的具体特点是什么?
太阳能电池是一种具有光电转换特性的半导体器件,它直接将太阳辐射能转换成直流电,是光伏发电的最基本单元。太阳电池特有的电特性是借助在晶体硅中掺入某些元素(例如 磷或硼等)。从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡,形成具有特殊电性能的半导体材料。在阳光照射下,具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷,这些自由电荷定向移动并积累,从而在其两端形成电动势,当用导体将其两端闭合时便产生电流。这种现象被称为光生伏打效应,简称光伏效应。
目前应用最广的属单晶硅太阳能电池,它由两层半导体材料组成,其厚度大约0.25MM,形成两个区域:一个正电荷区,一个负电荷区。负区位于电池的上层,在这一层强迫渗透磷、硼等元素并与硅粘在一起。正区置于电池表层的下面,正负界面区域称为P-N结。制造电池时P-N结被赋予了恒定的物理特性。当阳光投射到电池内保持松散状态的电子时,这些靠近P-N结的电子将朝电池的表层流动,用金属线将太阳能电池的正伏级与伏载相连时,在外电路就形成了电流。每个太阳能电池基本单元P-N结处的电动势大约为0.5V,此电压值大小与电池片的尺寸无关。太阳能电池的输出电流受自身面积和日照强度的影响,面积较大的电池能够产生较强的电流。
装光伏电站要办哪些手续?
三明明溪现在农村安装光伏发电的农户越来越多,但是光伏电站暴露出的问题也越来越多,这让很多人对于“ 安装光伏电站稳拿收益20年” 的说法产生怀疑,甚至对光伏电站行业持否定态度。那我们究竟要如何看待这一现象呢?其实大多光伏电站问题在初期选择产品或者安装时完全可以避免,从而让用户后期高枕无忧,坐享光伏电站长期稳定的收益。到底是出了哪些问题?
一,忽略遮挡
光伏电站的阴影遮挡物包括墙体、电线杆、植被等等,很多安装户觉得阴影区域不大,对发电量不会有太大影响,其实是低估了小范围阴影的威力。有阴影的部位不但不发电,还会变成电阻发热源,降低发电量,而长期发热会导致电池片的损坏。
正规安装商在安装前都会对屋顶进行实地勘探,进行阴影遮挡计算,避免因为小小阴影而产生“阴影效应”。
二,安装偏差过大
安装环节人为操作难免会产生偏差,但偏差过大影响的不仅仅是美观。组件间距过大不仅浪费线缆,还会导致无法安装压块或压块安装不牢,降低电站抗风能力。组件底部距地面太近,则不利于通风防火。
其实组件安装时是有一定的标准的,比如相邻组件间边缘高差不应大于2 mm,光伏方阵内光伏组件串的最低点距地面的距离不宜低于300mm。肉眼可以观察组件是否横平竖直,是否存在缝隙过大、安装不牢等问题。
三,不考虑后期运维
光伏电站是需要维护的,定期清理电站上的灰尘、鸟粪可以提高光伏电站发电效率。
所以安装时需要注意与墙边的距离、前后排的间距,预留出人员通道以便后期运维。
四,组件连接混乱
组件间的线缆乱拉乱接不仅会影响美观,还会有安全隐患。
标准安装应该采用PVC管对组串间跨接线缆进行保护,将线缆隐藏到U型龙骨中,做到布线不露。
五,踩踏组件
虽然光伏组件有一定的抗压能力,但施工人员踩在组件上安装会导致组件隐裂或者钢化玻璃爆裂。
隐裂虽肉眼不可见,但其危害却不容忽视。隐裂可能会导致热斑,造成大片失效区,加速电池片的功率衰减,影响组件正常使用寿命。
通过EL测试可以检测组件是否有隐裂缺陷,出现问题的组件可以进行维修或者更换。
钢化玻璃爆裂原因有两种,一种是钢化玻璃有杂质引起自爆,另一种就是人为外力导致爆裂。
值得一提的是,钢化玻璃爆裂原因是可以检测的,如果是产品缺陷导致,则由厂家承担责任,不排除部分不良商家以各种借口推脱责任,不给业主更换受损的组件,导致业主收益受损。但是行业内的大品牌更重视信誉与市场口碑,不会因为短期利益而坑害老百姓。
在此小编再次强调,想安装光伏电站的朋友千万不要因为低价而选择小集成商,一定要选择大品牌从正规渠道安装,一座光伏电站建起来,几万块钱花出去,更需要注重产品质量和售后服务。
哈工大2010年和2011年二年继续教育知识更新电气工程专业作业答案以及公需课答案急求谢谢!!!!
公需课作业
2011年[哈尔滨工业大学]
一、 什么是产学研合作创新?举例说明
答: 产学研合作创新的优点就是合作之间可以实现资源共享,优势互补,可以节省大量的时间和减少风险。但它有一个问题,最大问题是产学研各方面在经济上经常发生纠纷。
举例说明:以贵州南海电机厂为例说一下产学研合作创新这种模式的好处和优点。贵州南海电机厂原来是一个军工企业,而且它原来的产品并不是金属拉把这样的产品,军工企业2002年破产,从原来国有企业注册诞生了一个新的公司,是2002年10月注册诞生的, 企业为民营企业,员工只有105人,从2002年建厂,经过产学研合作创新,到2008年它的销售收入达到1.1个亿,创造外汇300万美元,人均产值达到了100万,这是非常的一个数据,它为什么从原来一个军工企业,在边疆的矿产企业,变成这样一个人均产值非常高的这样一个先进企业,主要是依据产学研的合作创新,也就是说,贵州南海机电公司采用两种方法来进行创新。
第一:采用把工厂变为学校的培养基地,也就是说,让贵州大学的本科生和研究生来到企业进行实习或者进行研究工作,而把企业当中的核心问题和技术和他们联合,作为他们的毕业论文和研究论文来进行研究,这样借助贵州大学的本科生和研究生来完成企业关键技术,关键问题的解决。
第二:企业把自己认为很有前途很重要的人才送到大学去进行培训。
通过这两种模式使得企业得到迅速的发展壮大。也就是说产学研创新包括:
①绝地求生 ②引进消化吸收再创新 ③开放式技术创新。
二、 如何提高一个人的创新能力?
答: 对于一个专业技术人员来说,能否在创新实践中增强创新能力并走向事业成功,不但取决于其专业素质及其个人创新能力,也取决于其合作或协作能力,取决于其所在机构的创新制度安排及创新文化。
在一个缺乏创新文化的氛围里,个人创新能力是无法得到充分发挥的。同样地,一个没有合作或协作精神的“创新者”,其失败的概率也远远高于成功的概率。相反,在一个生机勃勃的创新组织及文化氛围里,个人创新能力就有可能得到最大限度的发挥。
个人创新能力包括:学习、观察、想象、抽象、分析、类推、建模、展现、协作、更换思考维度,更换认识模式以及综合思考等方面的能力。创新者个人可以同时用以下三种方式进行锻炼,以提高自已的创新能力。
(1)自我锤炼。专业技术人员围绕提升个人创新能力而展开的自我锤炼,是指以“我”为行为主体而展开的创新能力锻炼过程。
专业技术人员均通过正规教育及继续教育具备了相当程度的专业知识和技能,但专业知识和专业技能只是个人创新能力的基础。个人创新能力更主要地表现在创新思维的掌握和运用上,能够熟悉运用创新思维,才能够熟悉运用专业知识和技能解决有难度的问题,实现创新目的。因此,专业技术人员的自我锤炼不但是一个不断充实自己的专业知识和技能的过程,而且还是一个学习和运用创新思维的过程。
学习和运用创新思维,其最大的奥妙在于思想的碰撞、移植和借用,在于思考问题的角度乃至思维方式的变换。创新的灵感每每产生于思想的碰撞、移植和借用过程之中。
(2)在协作中锤炼。“在协作中锤炼”是指以“我们”为行为主体而展开的创新能力锻炼过程。在此过程中,创新者个人通过参与有组织的创新实践来提升自己的创新能力,但他思考问题的角度不再是“我”而是“我们”。群体意识淡漠的人是很难甚至无法完成这种修炼过程的。因此,一个真正的创新者必须时刻保持开放而宽容的心态,必须善于表达或表现自己的思想、构想或见解,同时必须善于倾听他人意见,善于参加共同探讨、研究和行动。
(3)在学习中锤炼。学习的重要性越来越受到人们的重视。创新是探索性和实践性极强的活动,而个人的创新机会和创新实践是十分有限的,因此通过学习专家学者总结的理论和方法、学习他人的创新实践来提高自已的创新能力便成为一个行之有效的方式。通过学习成功的创新案例,特别是通过学习借鉴创新环境大致相同情况下的成功案例,对提高个人和团队的创新能力很有帮助。创新案例中有个人、也有团队集体的思维与行动特点,有个人和团队在创新活动中的经验教训,因此可以分别从“我”和“我们”的角度去揣摩和借鉴。撰写本教材的目的也就在于此。
三、 信息时代的基本特征是什么?
答: 1、信息化时代的发展特征或者说集成电路发展遵循的规律——摩尔定律。
芯片(集成电路)的 集成度每18个月翻一番,按此规律,集成电路不断追求了刻线越来越小,集成电路处理信息的速度越来越快,集成电路消耗功率越来越冷。
2、信息大膨胀
3、以电子作为信息载体向用电子和光子共同作信息载体发展。
4、以管子作为信息载体。
四、 人类能源危机面临的挑战与机遇是什么?
答: 人类能源:1、可再生能源如太阳能发电,风能,水电,生物质能源等;2、新能源,3、大型先进压水堆及高温气冷堆核电站;4、惯性约束聚变点火工程。
人类能源危机面临的挑战是:
未来的能源安全无非依赖于以下4种模式:1、发掘现有的能源储量。2、海外开采。3、直接进口。4、能源替代技术。 这4种方案进行逐一分析后,我们觉得能源的可选择性更加有限了。 首先,已经没有多少人对于我们现有的储量再抱更多期望,这里我们强调的是石油,矛盾的焦点也在这里。未来20年内,中国的私人汽车饱有量将数以亿计,石油消费量毫无疑问会在不久的将来超过美国。据地矿部门分析,届时国内的开采量最多只能满足国内需求的1/3,可以说,寄希望于国内储量的开采是非常不现实的。国际油价持续运行于牛市轨道之中,高油价使得不少市场人士惊呼“能源危机”来临。
人类面临的能源危机的机遇是:
能源危机在客观上鼓励资本市场充分发掘能源危机主题下的投资机会,希望借助资本市场资源配置的功能,更有效率地支持中国整个社会产业结构与能源消费结构的调整与优化。能源危机并不可怕,面对能源危机,我们需要提高能效、节能减排领域的投资机会。在现有的分工条件下,人口增长,经济发展,特别是加工业制造业蓬勃发展,需要更多的有效能源。提高能源效率,不仅有利国家长久发展,也是对世界的伟大贡献。
五、 学习本门课后心得体会及意见。
答: 创新精神不是与生俱来的,而是通过后天的培养逐步塑造的。培养和激发创造动机,最根本的是要有强烈的事业心和社会责任感。社会精神通过培养转化为社会实践主体的创新精神,为创新提供精神支柱和动力。
首先,社会精神创新。 社会舆论是一种强大的社会心理力量,正确的社会舆论会使个体产生创新的积极性,良好的风尚习惯会形成强大的心理暗示,引导社会主体积极创新、勇于创新。创新精神是人的创新本质的精神表现,是人在创新活动中反映的精神素质。培养创新的社会精神对推动创新具有十分重要的意义。创新精神是一种怀疑精神。不迷信理论,不迷信权威,不唯书,不唯上,要唯实。创新精神是一种批判精神。批判就是研究,批判就是讨论,批判就是思想的交锋、互补和互动,通过交换达到思想的完整和提升。创新精神是一种科学精神。要求人们在创造性活动中坚持实事求是,尊重客观规律,一切从实际出发,讲求实效,把主观能动性和现实可能性统一起来。创新精神是一种自由精神。
其次,社会心态创新。 心态就是性格加态度。性格就是一个人独特而稳定的个性特征。态度是一个人对客观事物的心理反应,即一个人在思想观念支配下的为人处世态度和心理状态的总和。良好的心态是创新的基础条件,应该包括健康的心理机制、健全的性格、稳定的情绪、坚强的意志和宽广的胸怀。首先,应该充满激情,保持求知、求新、求变、求奇、求胜的心态,积极的心态有助于人们克服困难,看到希望,保持旺盛的斗志,发挥聪明才智,能够增强心理承受能力,使自己的思想和行为适应客观实际变化的要求。要使自己养成精益求精的习惯,并且以爱心和热情发挥这种习惯。积极的激情能够调动起全身心的巨大潜力,推动创新。其次,做到百折不挠,必须确立坚持的心态,调适自控,增加自己的耐性,以开阔的心胸包容所有事物,世界上没有人可以一步登天,一而再的挫折正是成功路上的指路牌,愈挫愈勇是所有成功者的共同历程,务尽一切努力去赢得胜利,成功的唯一途径就是坚持不懈。
第三,科学理论创新。理论创新是社会发展和变革的先导,所谓理论创新是人们通过创造性的活动而赋予理论以新的内涵,它是在扬弃原有的思想、原理的基础上,通过创造性的思维活动,提出新思想、新学说、新理论的过程。从理论创新的角度看,要敢于否定自己,超越自我,古人云胜人者有力,自胜者强,因此,推陈出新、革故鼎新是理论创新的重要途径。
以胡锦涛为首的新一届中央领导集体立足我国实际,提出了具有世界观和方法论意义的科学发展观,大大丰富和发展了我国现代化建设的指导思想。把执政理想由追求经济增长转到关注人自身,科学发展观以人为本,把人的全面发展确立为经济社会发展的根本目的,对人的全面发展和经济社会发展的相互协调、相互促进作为价值目标,提升了认识的新境界。人的发展和社会的发展互为基础,互相促进。社会的发展永无止境,人的全面发展也要不断开辟广阔的空间。当今世界,政治经济文化等全方位的全球化,已经把整个人类的命运联系在一起,人类不仅要在共同制定的规则下进行交往与合作,还要共同面对威胁人类生存的生态恶化、环境污染、恐怖主义、战争阴影。衡量社会进步的尺度是人的自由实现程度和解放程度,人的全面发展本质上是人的素质全面提升,具体包括人的认识能力、审美能力、道德情操和实践能力的全面发展。理论创新需要创新者具有很高的理论素养,还要遵循理论创新的内在规律和原则。做到坚持真理和发展真理的辩正统一,解放思想和实事求是的统一,时刻牢记群众的实践是理论创新的源泉,任何理论创新都是全面借鉴人类文明优秀成果的结晶,要乐于并且敢于参加各种创新的实践,善于在实践中总结和提高,与时俱进,永无止境。
继续教育电气工程专业课作业题
2011年[哈尔滨工业大学]
11 独立供电系统与并网发电系统在结构和控制上有哪些不同?
答:单级逆变系统直接将直流转化为交流,它的主要缺点是:需要较高的直流输入,使得成本提高,可靠性降低;对于最大功率点的跟踪没有独立的控制操作,使得系统整体输出功率降低;结构不够灵活,无法扩展,不能满足光伏阵列模块直流输入的多变性。因此在直流输入较低时,考虑采用交流变压器升压,以得到标准交流电压与频率,同时可使得输入输出间电气隔离。
并网光伏发电系统一般由光伏阵列模块、逆变器和控制器三部分组成。逆变器将光伏电池所产生的电能逆变成正弦电流并入电网中;控制器控制光伏电池最大功率点跟踪、控制逆变器并网的功率和电流的波形,从而使向电网转送的功率与光伏阵列模块所发的最大电能功率相平衡。控制器一般基于单片机或数字信号处理芯片。首先,不必考虑负载供电的稳定性和供电质量问题;其次,光伏电池可以始终运行在最大功率点处,由于大电网来接纳太阳能所发的全部电能,提高了太阳能发电的效率;再次,省略了蓄电池作为储能环节,降低了蓄电池充放电过程中的能量损失,免除了由于存在蓄电池而带来的运行与维护费用,同时也消除了处理废旧蓄电池带来的间接污染。光伏并网发电系统的控制一般分为两个环节:第一个环节得到系统功率点,既光伏阵列模块工作点;第二个环节完成光伏逆变系统对电网的跟踪。同时,为保证光伏逆变器安全有效地直接工作于并网状态,系统必须具备一定的保护功能和防孤岛效应的检测与控制功能。
12给出常用的并网逆变器的结构,并说明其开关控制策略。
答:共有三种有源逆变模式,即:相位控制模式、相移控制模式和PWM模式实现有源逆变的原理。
1)相位控制下器件开关频率低,损耗低,但输出电流相位受最小逆变角限制而不能随意调节;
2)电流型相移控制下器件开关频率低,损耗低,输出电流的相位可方便地控制,但输出电流谐波很大;电压型相移控制下器件开关频率低,损耗低,输出电流与负载有关,不易控制;
3)电流型PWM控制下器件开关频率高,损耗高,输出电流相位虽然可控,但谐波非常大;电压型PWM控制下器件开关频率高,损耗高,但输出电流相位可控,谐波含量少,应该是最有使用价值的并网逆变器。
关于相位控制逆变器,相移控制逆变器以及PWM逆变器控制汇总为以下表格内容。
控制方式 相位控制 相移控制 PWM控制
电流型 电压型 电压型 电流型
换流方式 电网换流 强迫换流 强迫换流 强迫换流 强迫换流
电流畸变THD 29.57% 30.66% 9.2% 5%以下 71.16%
电流相位 可控(受最小逆变角限制) 可控(易) 可控(难) 可控(易) 可控(易)
器件开关频率 50Hz 50Hz 50Hz 数KHz 数KHz
器件开关损耗 低 低 低 高 高
控制复杂程度 简单 简单 简单 相对复杂 相对复杂
三种情况下并网逆变器适用的控制策略:
1)对于采用L型滤波器的并网逆变器,采用电流单环控制即可,但这种结构易受外部干扰影响,如电网电压畸变,因此常将电压前馈控制方式引入其中。另外,在滤波作用相同的情况下,滤波器所选电感值大于其他滤波器方式;
2)采用LC型滤波器的并网逆变器适合采用电流双环的控制方式,系统比较稳定,适用于独立/并网双模式运行;
3)采用LCL型滤波器的并网逆变器系统适合采用电容电流内环的双环控制结构以得到更好的性能。另外,LCL滤波器可以更好的滤除高次谐波,适用于大功率场合。
13简述并网发电系统包含的控制问题及其解决方案。
并网逆变器的控制方式分为电压控制和电流控制两种。电压控制相当于将逆变器等效为一个电压源,通过控制使其输出电压相位、频率完全等同于电网电压,幅值跟踪电网电压的幅值,本质相当于将两个电压源并联。
光伏发电系统实现并网运行必须满足:输出电压与电网电压同频同相同幅值,输出电流与电网电压同频同相(功率因数为1),而且其输出还应满足电网的电能质量要求。这些都依赖于逆变器的有效控制策略。光伏并网发电系统的控制一般分为两个环节:第一个环节得到系统功率点,既光伏阵列模块工作点;第二个环节完成光伏逆变系统对电网的跟踪。同时,为保证光伏逆变器安全有效地直接工作于并网状态,系统必须具备一定的保护功能和防孤岛效应的检测与控制功能。
伏阵列模块工作点的控制主要有恒电压控制CVT(Constant voltage Tracking)和最大功率点跟踪MPPT(Maximum power point Tracking)两种方式。
CVT控制是通过将光伏阵列模块端电压稳定于某个值的方法,确定系统功率点。其优点是控制简单,系统稳定性好。但当温度变化较大时,CVT控制方式下的光伏阵列模块工作点将偏离最大功率点。
MPPT是当前较广泛采用的光伏阵列模块功率点控制策略。它通过实时改变系统的工作状态,跟踪阵列的最大工作点,从而实现系统的最大功率输出。它是一种自主寻优方式,动态性能较好,但稳定性不如CVT。其常用方法有”上山”法、干扰观察法、电导增量法等。
现在对MPPT的研究集中在简单、高稳定性的控制算法实现上,如最优梯度法、模糊逻辑控制法、神经元网络控制法等,也都取得了较显著的跟踪控制效果。
14 为什么并网逆变器一般都采用滤波电路与电网进行耦合?
对于采用L型滤波器的并网逆变器,采用电流单环控制即可,但这种结构易受外部干扰影响,如电网电压畸变,因此常将电压前馈控制方式引入其中。另外,在滤波作用相同的情况下,滤波器所选电感值大于其他滤波器方式;采用LC型滤波器的并网逆变器适合采用电流双环的控制方式,系统比较稳定,适用于独立/并网双模式运行;采用LCL型滤波器的并网逆变器系统适合采用电容电流内环的双环控制结构以得到更好的性能。另外,LCL滤波器可以更好的滤除高次谐波,适用于大功率场合。
15 学习了本课程之后,你认为一个理想的太阳能发电系统应该具有什么样的结构和功能?
答:一个理想的太阳能发电系统主要是由太阳能电池板、控制器、逆变器及储能单元等构成。
太阳能光伏发电是利用光伏效应把转化为电能的器件。太阳能电池采用电压值和电流值标定。在充足阳光下50W组件标称电压12V,电流大约为3A。光伏系统采用串并联以获得所需电压和电流值。
控制器通过对系统输入输出功率进行调节宇分配,实现对蓄电池电压调整,防止蓄电池被太阳能电池方阵过充电或被负载过放电,。控制器主要有四种基本类型:旁路控制器、串联控制器,多阶控制器和脉冲控制器。
太阳能光伏发电系统白天发电对蓄电池充电,蓄电池晚上对伏在供电。蓄电池投资约占整个太阳能光伏系统的20%。
逆变器主要功能是将太阳能电池阵列发出的直流电转化为用户所需的交流电。逆变器还具有自动提调压或手动调压功能,用以改善光伏发电系统的供电质量。蓄电池则储存系统发出多余电量存储起来,以备太阳能方阵不能够正常工作时供给负载使用。
1、经济性,离网太阳发电系统真正的成本消耗是蓄电池,所以在系统设计中根据负载功率设计最少配置的蓄电池容量是节约使用成本的最佳方案
2、免维护性,当前太阳能发电系统后期维护费用比较高,就是需要专人的维护人员维护才能确保后期正常运行,所以设计傻瓜式控制系统,系统出现问题直接排查,不需要专业人员就可维护,这样普及率才高,
3、系统整体设计要因使用环境来设计,当前太阳能发电系统成本还是比较高,并不是功能越多越好,功能多,电力损耗就大,成本就高,所以,尽量以满足基本使用条件来设计系统
简述太阳能并网光伏发电系统的组成安全保护?
太阳能光伏发电是21 世纪最为热门的能源技术领域之一,是解决人类能源危机的重要手段之一,引起人们的广泛关注。本文介绍了太阳能光伏并网 控制逆变器的工作过程,分析了太阳能控制器最大功率跟踪原理,太阳能光伏逆 变器的并网原理及主要控制方式。 太阳能光伏发电是21 世纪最为热门的能源技术领域之一,是解决人类能源危机的重要手段之一,引起人们的广泛关注。本文介绍了太阳能光伏并网 控制逆变器的工作过程,分析了太阳能控制器最大功率跟踪原理,太阳能光伏逆变器的并网原理及主要控制方式。 1 引言: 随着工业文明的不断发展,我们对于能源的需求越来越多。传统的化石能源 已经不可能满足要求,为了避免面对能源枯竭的困境,寻找优质的替代能源成为 人们关注的热点问题。可再生能源如水能、风能、太阳能、潮汐能以及生物质能 等能源形式不断映入人们的眼帘。水利发电作为最早应用的可再生能源发电形式 得到了广泛使用,但也有人就其的环境问题、安全问题提出过质疑,况且目前的 水能开发程度较高,继续开发存在一定的困难。风能的利用近些年来也是热点问 题,但风力发电存在稳定性不高、噪音大等缺点,大规模并网对电网会形成一定 冲击,如何有效控制风能的开发和利用仍是学术界关注的热点。在剩下的可再生 能源形式当中,太阳能发电技术是最有利用价值的能源形式之一。太阳能储量丰富,每秒钟太阳要向地球输送相当于210 亿桶石油的能量,相当于全球一天消耗的能量。我国的太阳能资源也十分丰富,除了贵州高原部分地区外,中国大部分 地域都是太阳能资源丰富地区,目前的太阳能利用率还不到1/1000。因此在我国 大力开发太阳能潜力巨大。 太阳能的利用分为“光热”和“光伏”两种,其中光热式热水器在我国应用广 泛。光伏是将光能转化为电能的发电形式,起源于100 多年前的“光生伏打现象”。 太阳能的利用目前更多的是指光伏发电技术。光伏发电技术根据负载的不同分为离网型和并网型两种,早期的光伏发电技术受制于太阳能电池组件成本因素,主要以小功率离网型为主,满足边远地区无电网居民用电问题。随着光伏组件成本的下降,光伏发电的成本不断下降,预计到2013 年安装成本可降至1.5 美元/Wp,电价成本为6 美分/(kWh),光伏并网已经成为可能。并网型光伏系统逐步成为主流。 本文主要介绍并网型光伏发电系统的系统组成和主要部件的工作原理。 2 并网型光伏系统结构 图1 所示为并网型光伏系统的结构。并网型光伏系统包括两大主要部分:其一,太阳能电池组件。将太阳传送到地球上的光能转化成直流电能;其二,太阳能控制逆变器及并网成套设备,负责将电池板输出直流电能转为电网可接受的交流能量。根据功率的不同太阳能逆变器的输出形式可为单相或者三相;可带隔离变压器,也可不配隔离变压器。
太阳能控制逆变器及并网成套设备,主要包括控制器、逆变器以及监控保护单元组成。控制器主要实现太阳能电池板的最大功率跟踪,逆变器主要负责将控制器输出的直流电能变换成稳压稳频的交流电能馈送电网,监控保护单元主要负责发电系统安全相关问题如孤岛效应的保护,并及时与上位机通讯传递能量传输信息。 3 太阳能控制器及其原理 3.1 太阳能电池组件模型 图2 所示硅型光伏电池板的理想电路模型。其中,Iph是光生电流,Iph值与光伏电池的面积、入射光的辐射度以及环境温度相关。ID为暗电流。没有太阳光照射的情况下,硅型太阳能电池板的基本外特性类似于普通的二极管。暗电流是指光伏电池在没有光照条件下,在外电压的作用下PN结流过的单向电流。v为开路电压,RS为串联电阻一般小于1 欧姆,RSH为旁路电阻为几十千欧。 光伏电池的理想模型可由下式表示:
其中,v 为电池板热电势。
图3 表述在特定光照条件下电池板的伏安特性。阴影部分是电池板在相应条件下所能够输出的最大功率。太阳能电池板在高输出电压区域,具有低内阻特性,可以视为一系列不同等级的电压源;在低输出电压区域内,该电源有高内阻特性,可以视为不同等级的电流源。电压源与电流源的交汇处便是电池板在相应条件下的最大输出功率。在电池板的温度保持不变的情况下,这个极大功率值会随着光照强度的变化而变化,最大功率跟踪要求能够自动跟踪电池板的工作在输出功率极大的条件。
3.2 太阳能控制器电路拓扑 图4 为太阳能控制器的电路拓扑结构,从原理上说是以及升压斩波器,通过调整开关器件S 的占空比,调节电池板的等效负载阻抗,实现对电池板的最大功率跟踪功能。
3.3 最大功率跟踪方法 最大功率跟踪技术有两种技术路线:其一是CVT 技术,控制电池组件端口电压近似模拟最大功率跟踪,这种方法原理简单但是跟踪精度不够;其二是MTTP 技术,实时检测光伏阵列输出功率,通过调整阻抗的方式满足最大功率跟踪。目前,太阳能逆变器厂家广泛采用的MPPT 技术。目前,常用的MTTP 方法有两种。 (A )干扰观测法(P&O): 干扰观测法每隔一定时间增加或减少电压,通过观测功率变化方向,来决定下一步的控制信号。如果输出功率增加,那么继续按照上一步电压变化方向改变电压,如果检测到输出功率减小,则改变电压变化的方向,这样光伏阵列的实际工作点就能逐渐接近当前最大功率点。如果采用DC/DC 变换器实现MPPT 控制,在具体实施时应通过对占空比施加扰动来调节光伏阵列输出电压或电流,从而达到跟踪最大功率点的目的。如果采用较大的步长对占空比进行“干扰”,这种跟踪算法可以获得较快的跟踪速度,但达到稳态后光伏阵列的实际工作点在最大功率点附近振荡幅度比较大,造成一定的功率损失,采用较小的步长则正好相反。 (B)电导增量法(INC): 光伏电池在最大功率点Pm处dP/dU=0,在Pm两端dP/dU均不为0。
而
则有
要使输出功率最大,必须满足(4 )式,使阵列的电导变化率等于负的电导值。首先假设光伏阵列工作在一个给定的工作点,然后采样光伏阵列的电压和电流,计算Δv =v (n) - v (n-1)和Δi =i (n) - i (n-1),其中(n)表示当前采样值,(n-1)为前一次的采样值;如果Δv=0,则利用Δi 的符号判断最大功率点的位置;如果Δv≠0,则依据Δi /Δv +I /V 的符号判断。 这种跟踪法最大的优点是当光伏电池的光照强度发生变化时,输出端电压能以平稳的方式追随其变化,电压波动较扰动观测法小。缺点是其算法较为复杂,对硬件的要求特别是对检测元件的精度要求比较高,因而整个系统的硬件成本会比较高。 4 太阳能逆变器及其工作原理 太阳能逆变器的电路拓扑如图5 所示,5-a)是单相并网逆变器电路拓扑,5-b)是三相并网逆变器电路拓扑。从电路拓扑结构上看属于电压型控制逆变电路。从控制方式上属于电流控制型电路。
4.1 电路的基本工作原理 以图6 的单相光伏逆变电路分析。
按照正弦波和载波比较方式对S -S 进行控制,交流侧AB处产生SPWM波1 4 ,u 中含有基波分量和高次谐波,在L 的滤波作用下高次谐波可以忽略,当
AB AB Su 的频率与电网一致时,i 也是和电网一致的正弦波。在电源电压一定的条件下,
AB s i 的幅值和相位仅有u 的基波的幅值和相位决定,这样电路可以实现整流、逆变
s AB以及无功补偿等作用。图7 所示是电路的运行向量图,其中7-a)是整流运行,7-b)是逆变运行,7-c)是无功补偿运行,7-d)是I 超前φ角运行。单相光伏逆变器工作
s 在7-b)状态。 4.2 电路的基本控制方法 光伏逆变器对于功率因数有较高要求,为了准确实现高功率因数逆变,需要对输出电流进行控制,通常的电流控制方式有两种:其一是间接电流控制,也称为相位幅值控制,按照图7 的向量关系控制输出电流,控制原理简单,但精度较差,一般不采用;其二是直接电流控制,给出电流指令,直接采集输出电流反馈,这种控制方法控制精度高,准确率好,系统鲁棒性好,得到广泛应用。 5 监控保护单元简介 监控保护单元的主要作用有: 保护发电设备的安全以及电网的安全; 型代表,如何准确测定孤岛效应也是监控保护单元的重要作用; 区,智能电量管理和系统状况检测上报也是光伏发电系统需要重点考虑的因素。 5.1 并网保护装置 并网保护装置主要实现以下保护功能:低电压保护、过电压保护、低频率保护、国频率保护、过电流保护以及孤岛保护策略等内容。通常大型光伏电站需要设置冗余保护装置,保证系统故障时及时处理。 5.2 孤岛检测技术 孤岛效应是指并网逆变器在电网断电时,并网装置仍然保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态。当电网的某一区域处于光伏发电的孤岛状态时电网将不再控制这个电力孤岛的电压和频率。孤岛效应会对光伏发电系统与电网的重连接制造困难,同时可能引起电气元件以及人身安全危害,因此孤岛效应必须避免。目前常用的孤岛效应检测方法主要有两种,分别是被动检测方法和主动式检测方法。 (A)被动式孤岛检测: 孤岛的发生和电网脱离时的负载特性及与电网之间的有功和无功交换有很大的关系。电网脱离后有功的波动会引起光伏系统端口电压的变化,无功的波动会引起光伏系统输出频率的变化。电网脱离后,如果有功或者无功的波动比较明显,通过监测并网系统的端口电压或者输出频率就可以检测到孤岛的发生,这就是被动式孤岛检测方法的原理。然而在电网脱离后,如果有功和无功的波动都很小,此时被动式检测方法就存在检测盲区。 (B )主动式孤岛检测: 主动式孤岛检测方法中用的比较多的是主动频移法(AFD ),其基本原理是在并网系统输出中加入频率扰动,在并网的情况下,其频率扰动可以被大电网校正回来,然而在孤岛发生时,该频率扰动可以使系统变得不稳定,从而检测到孤岛的发生。这类方法也存在“检测盲区”,在负载品质因数比较高时,若电压幅值或频率变化范围小于某一值,系统无法检测到孤岛状态。另外,频率扰动会引起输出电流波形的畸变,同时分析发现,当需要进行电能质量治理时,频率的扰动会对谐波补偿效果造成较严重的影响。智能电量管理及系统状况监控系统大型光伏电站由于地处偏远地区,常常为无人值守电站。为了准确计量电站的电能输出及系统运行状况需要设立智能电量管理及系统状况监控系统。系统往往基于计算机数据处理平台以及互联网技术将分散的发电系统信息收集到集中控制中心进行数据分析处理工作,这部分的工作原理及系统结构在本文中不在详述。 6 结语 本文主要介绍了光伏并网系统的结构,分析了其主要组成部件的系统框图、功能。给出了最大功率跟踪的基本原理,分析了光伏逆变器的主要电路拓扑结构及控制方式。太阳能光伏发电技术作为有可能彻底改变人们生活的朝阳技术,拥有美好的未来,让我们共同期待光伏技术在明天为人类做出更大的贡献。
五大新型能源有哪些
问题一:什么是“第五大能源” 煤炭、石油(包括天然气)、水电和核能是我国和世界主要开发和利用的四种能源,而太阳、风、氢、海洋、生物等能源在近期都难以大量开发和利用。先进国家的能源利用率为40%~50%,并还在努力,以期再提高20%~30%;而我国能源利用率还不到30%,大有潜力可挖。他说,如果第一步把我国能源利用率提高5%,即可得到目前天然气、水电、核电生产的能源总量,而且其潜力还远不止于此。如果解决了我国能源非科学的开发、利用和严重浪费等问题,就如同开发出一种新的主要能源,所以称其为“第五大能源”。
问题二:新能源产业包括哪些 1、新能源按其形成和来源分类:
(1)、来自太阳辐射的能量,如:太阳能、水能、风能、生物能等。
(2)、来自地球内部的能量,如:核能、地热能。
(3)、天体引力能,如:潮汐能。
2、新能源按开发利用状况分类:
(1)、常规能源,如:水能、核能。
(2)、新能源,如:生物能、地热、海洋能、太阳能、风能。
3、新能源按属性分类:
(1)、可再生能源,如:太阳能、地热、水能、风能、生物能、海洋能。
(2)、非可再生能源,如:核能。
4、新能源按转换传递过程分类:
(1)、一次能源,直接来自自然界的能源。如:水能、风能、核能、海洋能、生物能。
(2)、二次能源,如:沼气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等。
来源
太阳能
太阳能有广义狭义之分:狭义太阳能是指现代能用现代技术直接利用转化的太阳辐射;广义的太阳能除包括狭义太阳能还包括间接获得到太阳能量,如由于太阳辐射引起的大气流动――风能、远古植物形成煤等。
风能
风能(wind energy)地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同,因而引起各地气压的差异,在水平方向高压空气向低压地区流动,即形成风。
水能
广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;
狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源一次能源。
生物质能
生物质能(biomass energy )就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
核能
核能(或称原子能)是通过转化其质量从原子核释放的能量。
地热能
地热能〔Geothermal Energy〕是由地壳抽取的天然热能这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。
问题三:现代利用最多的五大能源是什么 主要是煤炭石油 其他有生物能等
石油
石油资源基准可以分为三类:已探明储量(已探明但未开采的石油),储藏增长值(主要由于技术因素增加了油气的回收率,导致储量的增加),未发现储量(有待通过勘探发现的资源)。美国、前苏联、中南美洲以及非洲的储量增长较快,而前苏联和中南美洲的未发现储量较大。
生物能源
生物能源(又名生物质能)是利用有机物质(例如植物等)作为燃料,通过气体收集、气化(化固体为气体)、燃烧和消化作用(只限湿润废物)等技术产生能源。只要适当地执行,生物质能也是一种宝贵的可再生能源,但要看生物质能燃料是如何产生出来。
目前全球范围正在炒做用玉米、小麦、食糖等粮食来制造汽油等能源来满足日益增长的需求,以及过高价格带来的过高成本。
为人类的生产和生活提供各种能力和动力的物质资源,是国民经济的重要物质基础。能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志。
可再生能源
现代可再生能源技术发展极为迅速,将于2010年后不久超过天然气,成为仅次于煤炭的第二大电力燃料。可再生能源的成本随着技术的成熟应用而降低,假设化石燃料的价格上涨以及有力的政策支持为可再生能源行业提供了一个机会,使其摆脱依赖于补贴的局面,并推动新兴技术进入主流。
在本期预测中,风能、太阳能、地热能、潮汐和海浪能等非水电可再生能源(生物质能除外)的增长速度为7.2%,超过任何其它能源的全球年均增长速度。电力行业对可再生能源的利用占大部分的增长。
问题四:中国五大能源公司是指哪些 山东鲁能
中国石油天然气集团公司
中国石油化工集团公司
中国南方电网公司
中国华能集团公司
中国大唐集团公司
中国国电集团公司
中国华电集团公司
中国电力投资集团公司
中国东方电气集团公司
问题五:中国五大发电集团的五大集团 中国五大发电集团为:中国华能集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团、中国大唐集团。
问题六:能源类都有哪些专业? 能源类五大专业No.1油气勘探:技术产量全球一流No.2核能:发展潜力巨大No.3风能:可再生能源的领头羊No.4太阳能:产业规模全球最大No.5火电制造能力全球第一eol/....shtml
问题七:中国十大新能源公司有哪些 中国新能源企业30强名单:
公司名称入选理由无锡尚德电力控股有限公司尚德是中国最大的太阳能电池生产商,也是全球最大的太阳能电池生产商之一。作为全球及中国光伏产业的领军企业之一,在光伏自主技术创新以及国际市场开拓方面取得了公认的成就。尚德是第一家在纽交所上市的光伏企业,推动了行业的发展。比亚迪汽车股份有限公司比亚迪是全球最大汽车动力电池供应商之一,是中国乃至全球新能源汽车的领跑者。作为中国新能源汽车的领军企业,比亚迪在锂电池及电动汽车研发领域引领国际先进水平,并且率先生产出双模纯电动和纯电动汽车,在电动汽车行业处于领先地位。该公司获得了投资大师巴菲特的亲睐。华锐风电科技(集团)股份有限公司华锐是中国最大的风电整机生产企业,中国风电产业的领军企业之一,在大功率风电机组及海上风电方面具备国际领先水平,为我国风电机组制造的国产化作出了很大贡献。华锐也是全球最大的风电设备供应商之一。新疆金风科技股份有限公司金风科技是中国风电行业的先行者,坚持自主研发,具备3MW风机的自主研发技术,为推动中国风电产业发展做出很大贡献。金风是行业内第一家上市的风电企业,推动了行业的发展。金风还是全球最大的风电设备供应商之一。英利绿色能源控股有限公司英利是全球最大的太阳能纵向整合企业之一,中国光伏产业的领军企业之一,以垂直整合产业链取得了行业领先优势。英利积极投身参与公共事业,累计向边远地区捐助1500万元,很好地履海了企业的社会责任。江西赛维LDK太阳能高科技有限公司赛维LDK是全球最大的太阳能电池硅片生产商。在光伏晶硅原料和硅片领域具备国内领先的规模和技术水平,通过产业链纵向延伸进一步确立了行业竞争优势。该公司在2009年成功投产万吨级高纯硅项目,打破了国外在此项技术上的垄断。赛维LDK是较早在海外上市的新能源企业之一,推动了行业的发展。皇明太阳能股份有限公司皇明是中国最大的太阳能热水器生产商之一,国内光热产品行业的龙头企业,近年来在光伏及节能建筑领域不断创新开拓,成为国内新能源产业的领军企业之一。中航惠腾风电设备股份有限公司中航惠腾是中国最大的风机叶片生产商,全球知名的叶片生产商之一。其大型风机叶片已经打入国际市场。该公司在开发新产品的过程中,从产品设计、工艺到模具研制、试验检测等各个方面,取得了一系列关于风电叶片的科研成果,同时也拥有了一批具有自主知识产权的核心技术,使企业在激烈的行业竞争中具备了绝对优势。广东明阳风电产业集团有限公司明阳风电是中国排名靠前的知名风电企业,中国民营风电企业中领军者之一。该公司研发的超紧凑型风机技术为今后大功率风电机组的研发提供了技术基础。明阳风电获得多家国际著名VC投资,即将登陆资本市场。苏州阿特斯阳光电力科技有限公司阿特斯是中国光伏产业著名企业,是行业内较早在海外上市的新能源企业之一,近年发展速度很快,其产能在行业中排名靠前。该公司研发的UNG硅组件系列已正式下线,新产品正式投放市场,填补了光伏市场的空白,有利于光伏电池的成本下降。江苏太阳雨新能源集团有限公司太阳雨是中国最大的太阳能热水器供应商之一。产品已销往全球100多个国家。2008年,凭借 “保热墙”技术,太阳雨为行业发展作出重要贡献,哈丁博士也因此荣获世界太阳能行业最高奖“霍特尔奖”。 阳光电源股份有限公司合肥阳光是中国最大的逆变器生产商,技术水平处于国内领先地位。拥有逆变器行业国内唯一的自主创新技术,为解决光伏和风电并网提供了关键性解决方案。晶澳太阳能光伏科技有限公司晶澳是较早海外上市的光伏企业之一,国内光伏产业领军企业之一。晶澳在单晶硅电池领域......>>
问题八:中国所有能源集团有哪些 五大发电集团:华能集团公司、大唐集团公司、华电集团公司、国电集团公司和中电投集团公司。
地方集团:粤电集团、浙江能源、皖能、福州能源
四小豪:国华电力、中广核、华润电力、国投电力
很好的一个:北京能源(待遇相当好的)
其他:中国长江三峡工程开发总公司
山东鲁能发展集团公司
国网新源控股有限公司
北京能源投资(集团)有限公司
贵州金元集团股份有限公司
河北省建设投资公司
河南投资集团有限公司
江苏省国信集团
中国核工业集团公司
申能(集团)有限公司
深圳市能源集团有限公司
华阳电业有限公司
湖北能源集团股份有限公司
四川省投资集团有限公司
广西投资集团有限公司
新力能源开发有限公司
江西省投资集团公司
广州发展集团有限公司
问题九:中国五大发电集团分别以什么能源发电 五大发电集团:大唐、华能、华电、中电投、国电。五大集团绝大部分都是火电装机,也就是用煤来发电的。当然,他们旗下也有部分水电、风电、太阳能的,比如中国的第二大水电,广西龙滩就是大唐旗下,至于风电太阳能如果没有国家政策的话都是亏钱买卖,但是国家提倡新能源,国家想让五大集团再生能源发电占一定比重,所以大家为了扩张规模,不是很情愿的搞了点风能太阳能
问题十:五大发电集团有哪些上市公司? 华能国际 大唐发电 国电电力 华电国际 长江电力
现在光伏发电可以并网了,想建一个6千伏不知道的要花多少钱,需要多大的场地。在贵州,光照还可以。
太阳能并网发电所含设备:太阳能电池板每块200W*30块=6000W,并网逆变器一台6500W,光伏电缆线,支架;工程总投资大约在:平均下来按每W/14元,6000*14=84000元。发电量年平均日发电量:6*3.8=22.8KWH(度);场地200W太阳能电池板每块平均2平米,30*2=60平米。目前国家有文件技持太阳能并网,并有并网补贴;你可与当地供电局协商。
专业的 给分析下 家用太阳能发电有发展前景不
目前,家用太阳能光伏发电系统现阶段主要是用于无电、缺电的人口通电。中国的西部地区,包括西藏、贵州、甘肃、内蒙古、青海、新疆和四川,中国的大部分有人居住海岛离海岸线约15—100Km,主要分布在浙江、福建和广东省,还有一部分分布在山东和辽宁,其余的则在海南、中国台湾和广西。目前,有些岛屿使用柴油发电,但由于很高的运输费用,电价很高,且供应时间很短。一些地方则仍然使用蜡烛和煤油灯来照明,有些则用电池,无电、缺电在很大程度上制约了当地经济发展。另一方面,中国这些西部省份和沿海岛屿有着极丰富的太阳能资源,它们中大部分完全可以利用既环保又经济的可再生能源来解决其用电问题。
至2005年底,已有大约75万套家用太阳能光伏发电系统进入用户家庭。在这些用户之中,大多数都是牧区的牧民家庭,这些家庭的通电水平还比较低,一般只能满足基本的照明需要。除此以外,还有林区和农区的农户和养蜂户以及无电的公路道班、学校、商店等小单位以在使用家用太阳能光伏发电系统,还有一些缺电地区的城镇居民,也成为家用太阳能光伏发电系统的用户。如果这些家用太阳能光伏发电系统的保有量按80%计,加上国家光明工程和送电到乡工程的光伏电站,中国目前至少有100万户家庭主要依靠光伏发电系统解决基本的生活照明用电。
到2005年底,中国的光伏发电市场累计安装量达到70MW,其中约43%为农村电力建设方面的应用,而全国大约还有300万无电户,估计其中至少还有150万户需要在今后的十年内采用光伏或风光互补发电系统来解决。由于居住条件的限制,他们中的大多数只能采用分散的供电方式,即采用家用太阳能光伏发电系统。而许多已经用上光伏系统的用户也将升级换代,提高用电水平。因此,中国的光伏市场潜力仍然很大。
在人口稠密的都市中,光伏发电系统也正起着越来越重要的作用。2006年,《上海市10万个太阳能屋顶计划》可行性调研完成初稿。根据计划,未来上海10万个屋顶有望安装太阳能发电系统,每年至少发电4.3亿度。对于处在电荒中的上海,这当然是好消息。“中国缺能,我们不能辜负头顶的大好阳光。”这是《上海市10万个太阳能屋顶计划》的主持者,上海交通大学太阳能研究所所长崔容强教授的呼吁。面对迫在眉睫的能源危机,太阳能因其清洁、高效和永不衰竭的特点受到了世界各国能源专家的青睐,并被业内人士称为“黄金电”。没有油田煤矿的上海拥有两亿平方米的屋顶,每天只要有阳光,每个屋顶将会是一个小型的绿色发电厂;把上海的大小屋顶、建筑立面联合起来,可建成一座巨型“发电厂”。以上海现有两亿平方米平屋顶的1.5%,即十万个屋顶(约300万平方米),为其安装“太阳能并网屋顶光伏发电系统”,每年至少能发电4.3亿度,这将很大缓解上海的用电紧张。
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