由于社會經濟轉軌和蓬勃發展,能源問題十分嚴峻,大量使用的石化能源,導致環境污染持續惡化,因此,發展新能源成為對能源發展的重點方向。其中,太陽能光伏發電成為綠色能源的主力軍。
傳統的太陽能光伏組件監控的主要方式和缺點:
1.以往太陽能光伏組件多個串聯,組成1個組串,多個組串并聯成1個子陣,每個子陣的發電量由逆變器輸出到電網。由于光伏組件之間串聯,如有單個組件板出現的損壞,整條組串電路斷路,正常運行的光伏組件電能也無法傳輸到逆變器上,大大降低了發電效率。
2.以往如出現個別光伏組件損壞,主要由根據以往發電量數據明顯降低或人工區域巡檢有明顯光伏組件的損壞,才能判斷光伏組件需要檢修;由于太陽能發電廠,多是面積在幾十畝甚至上百畝的空曠地區,區域面積大,排查難度大,常常出現光伏組件是否損壞無法準確判斷,所損壞的光伏組件無法確定位置,運營維護成本高且效率低等情況。
太陽能發電裝置與外部商用電網沒有連接,但能夠獨立提供供電能力的光伏發電系統稱為離網光伏發電系統,也稱為獨立光伏發電系統。離網光伏發電系統主要由太陽能光伏發電裝置、儲能蓄裝置、控制器、逆變器組成。下面對各個部分作簡單介紹。光伏發電系統總的設計原則是在保證滿足負載用電需要的前提下,確定少的太陽電池組件和蓄電池容量,以盡量減少投資,即同時考慮可靠性及經濟性。
在系統設計之前,設計者應盡量做到:
(1)設計盡量簡單化,這樣可以提高系統的可靠性。
(2)了解系統的效率,適當設計系統效率,若不合實際地把效率定在99%以上,其成 本是昂貴的。
(3)在估算負載時要考慮周到,并要有一定的裕度。
(4)反復計算核查當地的天氣資源,獲得該地區的太陽輻射能資源,對太陽輻射的錯 誤估計將會大大影響系統的作用。
(5)在設計系統前了解安裝地點,去當地考察一下,這樣對設備安置走線,保護和地 帶特性都有所了解。
蓄電池組容量設計:蓄電池是用來將光伏陣列產生的電能(直流)存儲起來供后級負載(逆變器和交流負載)使用的部件,電池壽命由許多因素決定如放電速率,放電深度,循環次數和工作溫度等,蓄電池的容量對保證連續供電是極其重要的。太陽能方陣每日所發電量除供設備消耗外,還要多出一部分電量存儲到蓄電池內以備夜間及陰雨天使用。根據”設計規范”,設計中所配置的蓄電池組總容量應按如下公式計算:
其中: Q: 蓄電池組容量(Ah);K:安全系數,取1.25;I:負荷電流(A);T: 放電小時數(h);η:放電容量系數; t: 實際電池所在地低環境溫度數值;α: 電池溫度系數(1/℃),當放電小時率≥10時,取α=0.006; 當放電小時率≥1時,取α=0.008;當放電小時率<1時,取α=0.01。