首页 理论教育 白天多余电流的计量方法与BIPV电气设计

白天多余电流的计量方法与BIPV电气设计

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:白天,多余的电流将流入电网,计量表会倒转。5)BIPV的发电系统设计与光伏电站的系统设计不同,光伏电站一般是根据负载或功率要求来设计光伏方阵大小并配套系统,BIPV则是根据光伏方阵大小与建筑采光要求来确定发电的功率并配套系统。光伏组件设计,涉及电池片的选型与布置;组件的装配设计;光伏发电系统的设计,即系统类型确定,控制器、逆变器、蓄电池等的选型,防雷、系统综合布线、显示等环节设计。

白天多余电流的计量方法与BIPV电气设计

1)普通光伏组件的接线盒一般粘在电池板背面,接线盒较大,很容易破坏建筑物的整体协调感,因此BIPV建筑中要求将接线盒省去或隐藏起来,这时的旁路二极管没有了接线盒的保护,要考虑采用其他方法来保护它,需要将旁路二极管和连接线隐藏在幕墙结构中。比如将旁路二极管放在幕墙骨架结构中,以防阳光直射和雨水侵蚀。

2)建筑结构与光伏组件电学性能的配合。

建筑物的外立面有可能由一些大小、形式不一的几何图形组成,这会造成组件间的电压、电流不同,这个时候可以考虑对建筑立面进行分区及调整分格,使BIPV组件接近标准组件电学性能,也可以采用不同尺寸的电池片来满足分格的要求,以最大限度地满足建筑物外立面效果。另外,还可以将少数边角上的电池片不接入电路,以满足电学要求。

3)太阳电池板供电不足时,由电网向用户供电,相反,若太阳电池板供电大于用户需求,剩余的电可通过逆变器输送到电网,需在连接电网时安装一块双向计量电能表解决电力收费的问题。这种系统特别适合于已有电网供电的用户,不仅可省去蓄电池的设置,减少初投资和运行维护费用,而且有利于因采用空调设备而造成的夏季白天用电高峰,削减用电量的问题。白天,多余的电流将流入电网,计量表会倒转。

4)微逆变器技术。

①问题提出。集中式系统首先根据设计的电压和功率等级,把大量光伏组件通过串联或并联等方式连接起来,然后经过一个集中式逆变器将光伏阵列输出的直流电能转换为交流电能;系统的最大功率点跟踪是针对整个串进行的,因此无法保证每个组件均运行在最大功率点,也无法获得每个光伏组件的状态信息;另一方面,由于建筑表面各个组件的安装方向和角度不同,各个组件的发电效率彼此各不相同,采用集中式的最大功率点跟踪,将大大降低系统的发电效率;当部分组件受到遮挡时,整个系统的发电效率更会严重降低,以致降低系统的能量转换效率,甚至可能形成热斑。微逆变器技术提出将逆变器直接与单个光伏组件集成,为每个光伏组件单独配备一个具备交直流转换功能和最大功率点跟踪功能的逆变器模块,将光伏组件发出的电能直接转换成交流电能供交流负载使用或传输到电网。

②采用微逆变器取代传统的集中式逆变器具有以下优点:

a.保证每个组件均运行在最大功率点,具有很强的抗局部阴影能力。

b.将逆变器与光伏组件集成,可以实现模块化设计,实现即插即用和热插拔,系统扩展简单方便。

c.并网逆变器基本不独立占用安装空间,分布式安装便于配置,能够充分利用空间和适应不同安装方向和角度的应用。

d.系统冗余度高、可靠性高,单个模块失效不会对整个系统造成影响。因此,将微逆变器应用于BIPV系统可以完全适应建筑集成光伏发电系统的应用需求,适应不同光伏组件安装角度和方位,避免局部阴影对系统发电效率产生的影响,实现BIPV系统发电效率的最大化。

978-7-111-41872-6-Chapter18-11.jpg

图18-10 采用微逆变器的BIPV结构图

图18-10为采用微逆变器的BIPV结构图。

如图所示,微逆变器直接与光伏组件相连,将光伏组件发出的电能直接传输到电网或供本地负载使用,多个微逆变器直接并联接入电网,各个微逆变器和光伏组件之间相互没有任何影响,单个模块失效也不会对整个系统产生影响。

③将微逆变器技术与电力线载波通信技术相结合,通过电网交流母线就可以采集各个微逆变器和光伏组件的输出功率和状态信息,很方便地实现整个系统的监控,同时不需要额外的通信线路,对系统连线没有任何负担,简化了系统结构。

5)BIPV的发电系统设计与光伏电站的系统设计不同,光伏电站一般是根据负载或功率要求来设计光伏方阵大小并配套系统,BIPV则是根据光伏方阵大小与建筑采光要求来确定发电的功率并配套系统。光伏方阵设计在与建筑墙面结合或集成时,一方面要考虑建筑效果,如颜色与板块大小;另一方面要考虑其受光条件,如朝向与倾角。光伏组件设计,涉及电池片的选型(综合考虑外观色彩与发电量)与布置(结合板块大小、功率要求、电池片大小进行);组件的装配设计(组件的密封与安装形式);光伏发电系统的设计,即系统类型(并网系统或独立系统)确定,控制器、逆变器、蓄电池等的选型,防雷、系统综合布线、显示等环节设计。(www.xing528.com)

6)柔性太阳电池组

柔性太阳电池可直接安装在屋顶上,以下是几家常见的太阳电池组件产品。

①联合太阳能奥沃尼克的Uni-Solar柔性太阳电池组件。

图18-11为Uni-Solar柔性太阳电池组件,它可直接安装在屋顶上。与采用晶体硅电池的层压板相比,它的采光面积更大,可吸收更多的阳光。这种柔性组件无需额外的钢架支撑,从而减少成本和屋顶的负荷。每平方英尺(1ft2,1ft2=0.092m2)的重量仅为11磅(lb,1lb=0.454kg)。Uni-Solar宣称,公司设计的组件产品不仅仅可吸收可见光谱,还可以吸收红外线紫外线,因此每平方英尺可增加20%的能源采集量。

②Dow Solar Solutions柔性太阳电池。

Dow Solar Solutions是美国陶氏化学集团旗下的一个部门,该公司推出了一全新系类的产品,它可安装在传统的屋瓦上,并保有建筑物原有的外观和特性。其安装方法与常规的屋瓦类似,据说与其他同类产品比较可节省40%的安装成本。此外,与晶体硅太阳电池板相比,它的转换效率要高出10%。图18-12为Dow Solar Solutions柔性太阳电池。

③Konarka Technologies公司的半透明彩色有机柔性太阳电池组件。图18-13为Konarka Technologies柔性太阳电池。

④Global Solar公司柔性太阳电池组件。

位于亚利桑那州图森市的Global Solar公司表示,其公司生产的薄膜CIGS组件转换效率最高可达到13.2%。这些柔性组件长19ft(1ft=0.3048m),宽为1.5ft,可安装于任何形状或物体的表面,安装成本基本上相当于晶体硅刚性电池片的安装成本。

978-7-111-41872-6-Chapter18-12.jpg

图18-11 Uni-Solar柔性太阳电池组件

978-7-111-41872-6-Chapter18-13.jpg

图18-12 Dow Solar Solutions柔性太阳电池

978-7-111-41872-6-Chapter18-14.jpg

图18-13 Konarka Technologies柔性太阳电池

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈