风光互补发电装置原理

风光互补发电系统技术原理及构成介绍

来源：广州尚能风力发电设备有限公司 时间：2011-07-11 阅读： 次

标签：风力发电系统尚能

风光互补，是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机(将交流电转化为直流电)将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。

随着能源危机日益临近，新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。其中太阳能已经逐渐走入我们寻常的生活，风力发电偶尔可以看到或听到，可是它们作为新能源如何在实际中去应用?新能源的发展究竟会是怎样的格局?这些问题将是我们在今后很长时间里需要探索的。

风光互补发电站是针对通信基站、微波站、边防哨所、边远牧区、无电户地区及海岛，在远离大电网，处于无电状态、人烟稀少，用电负荷低且交通不便的情况下，利用本地区充裕的风能、太阳能建设的一种经济实用性发电站。 信息来源:365zhanlan.com 技术原理

风光互补是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机(将交流电转化为直流电)将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。 信息来源:365zhanlan.com

风光互补发电站采用风光互补发电系统，风光互补发电站系统主要由风力发电机、太阳能电池方阵、智能控制器、蓄电池组、多功能逆变器、电缆及支撑和辅助件等组成一个发电系统，将电力并网送入常规电网中。夜间和阴雨天无阳光时由风能发电，晴天由太阳能发电，在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用，实现了全天候的发电功能，比单用风机和太阳能更经济、科学、实用。适用于道路照明、农业、牧业、种植、养殖业、旅游业、广告业、服务业、港口、山区、林区、铁路、石油、部队边防哨所、通讯中继站、公路和铁路信号站、地质勘探和野外考察工作站及其它用电不便地区。 技术构成

1.发电部分：由1台或者几台风力发电机和太阳能电池板矩阵组成，完成风-电;光-电的转换，并且通过充电控制器与直流中心完成给蓄电池组自动充电的工作。

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2. 蓄电部分：由多节蓄电池组成，完成系统的全部电能储备任务。 信息来源:365zhanlan.com

3. 充电控制器及直流中心部分：由风能和太阳能充电控制器、直流中心、控制柜、避雷器等组成。完成系统各部分的连接、组合以及对于蓄电池组充电的自动控制。 4.供电部分：由一台或者几台逆变电源组成，可把蓄电池中的直流电能变换成标准的220V交流电能，供给各种用电器。 技术优势

风光互补发电系统由太阳能光电板、小型风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成，发电系统各部分容量的合理配置对保证发电系统的可靠性非常重要。 由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。同时，风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理。

光伏逆变器的配置选型

来源：OFweek太阳能光伏网 时间：2011-07-06 阅读： 标签：太阳能选型光伏逆变器

光伏逆变器是太阳能光伏发电系统的主要部件和重要组成部分，为了保证太阳能光伏发电系统的正常运行，对光伏逆变器的正确配置选型显得成为重要。逆变器的配置除了要根据整个光伏发电系统的各项技术指标并参考生产厂家提供的产品样本手册来确定。一般还要重点考虑下列几项技术指标。 1、额定输出功率

额定输出功率表示光伏逆变器向负载供电的能力。额定输出功率高的光伏逆变器可以带更多的用电负载。选用光伏逆变器时应首先考虑具有足够的额定功率，以满足最大负荷下设备对电功率的要求，以及系统的扩容及一些临时负载的接入。当用电设备以纯电阻性负载为生或功率因数大于0.9时，一般选取光伏逆变器的额定输出功率比用电设备总功率大10%`15%。

2、输出电压的调整性能

输出电压的调整性能表示光伏逆变器输出电压的稳压能力。一般光伏逆变器产品都给出了当直流输入电压在允许波动范围变动时，该光伏逆变器输出电压的波动偏差的百分率，通常称为电压调整率。高性能的光伏逆变器应同时给出当负载由零向100%变化时，该光伏逆变器输出电压的偏差百分率，通常称为负载调整率。性能优良的光伏逆变器的电压调整率应小于等于±3%，负载调整率就小于等于±6%。 信息来源:http://www.365zhanlan.com 3、整机效率

整机效率表示光伏逆变器自身功率损耗的大小。容量较大的光伏逆变器还要给出满负荷工作和低负荷工作下的效率值。一般KW级以下的逆变器的效率应为80%~85%;10KW级的效率应为85%~90%;更大功率的效率必须在90%~95%以上。逆变器效率高低对光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有重要影响，因此选用光伏逆变器要尽量进行比较，选择整机效率高一些的产品。

4、启动性能 信息来源:http://www.365zhanlan.com

光伏逆变器应保证在额定负载下可靠启动。高性能的光伏逆变器可以做到连续多次满负荷启动而不损坏功率开关器件及其他电路。小型逆变器为了自身安全，有时采用软启动或限流启动措施或电路。 信息来源:www.365zhanlan.com

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以上几条是作为光伏逆变器设计和选购的主要依据，也是评价光伏逆变器技术性能的重要指标。

光伏电池电气性能的测量（中）

来源：日经BP社 时间：2011-07-05 阅读： 标签：光伏电池电气性能

利用SMU测量正偏（光照下）硅太阳能电池的真实I-V曲线如图4所示。由于SMU能够吸收电流，因此该曲线通过第四象限，并且支持器件析出功率。

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图4 正偏（光照下）光伏电池的典型I-V曲线表示输出电流随电压升高而快速上升的情形。

光伏电池总体效率的测量参数

其它一些可以从光伏电池I-V曲线得出的数据表征了它的总体效率（将光能转换为电能的程度），这些参数包括能量转换效率（η）、最大功率和填充因数（FF）。

转换效率是光伏电池最大输出功率（PMAX）与输入功率（PIN）的比值，即：η= PMAX/PIN。

填充因数是将光伏电池的I-V特性与理想电池I-V特性进行比较的一种方式。它等于光伏电池产生的最大功率除以理想功率，即FF=IMAXVMAX/(ISCVOC)，其中ISC是短路电流，VOC是开路电压。理想情况下FF应等于1，但实际上通常小于1。

光伏电池的I-V测量可以在正偏（光照下）或反偏（黑暗中）两种情况下进行。正偏测

量是在光伏电池照明受控时进行的，光照能量表示电池的输入功率。用一段加载电压扫描电池，并测量电池产生的电流。一般情况下，加载到光伏电池上的电压可以从0V到该电池的开路电压（VOC）进行扫描。在0V下，电流应该等于短路电流（ISC）。当电压为VOC时，电流应该为零。在如图1所示的模型中，ISC近似等于负载电流（IL）。

光伏电池的串联电阻（rs）可以从至少两条在不同光强下测量的正偏I-V曲线中得出。光强的大小并不重要，因为它是电压变化与电流变化的比值，即曲线的斜率，就一切情况而论才有意义。曲线的斜率从开始到最后变化很大，我们所关心的数据出现在曲线的远正偏区域（far-forward region），这时曲线开始表现出线性特征。在这一点，串联电阻rs=ΔV/ΔI。

上面所有测量都是在正偏条件下进行的。但是光伏器件的某些特征，例如分流电阻（rsh）和漏电流，恰恰是在光伏电池避光即工作在反偏情况下得到的。对于这些I-V曲线，测量是在暗室中进行的，从起始电压为0V到光伏电池开始击穿的点，测量输出电流并绘制其与加载电压的关系曲线。利用光伏电池反偏I-V曲线的斜率也可以得到分流电阻的大小（见图5）。从该曲线的线性区，可以按下列公式计算出分流电阻： 信息来源:http://www.365zhanlan.com

rsh=ΔVReverse Bias/ΔIReverse Bias

图5 利用光伏电池反偏I-V曲线的斜率可以得到分流电阻

除了在没有任何光源的情况下进行这些测量之外，还应该对光伏电池进行正确的屏蔽，并在测试配置中使用低噪声线缆。

光伏电池的C-V测量

根据所需测量的电池参数，可以测出电容与直流电压、频率、时间或交流电压的关系。例如，测量电容与电压关系有助于研究光伏电池的掺杂浓度或半导体结的内建电压。电容-频率扫描则能够为寻找光伏衬底耗尽区中的电荷陷阱提供信息。电池的电容与器件的面积直接

相关，因此对测量而言，较大面积的器件将具有较大的电容。

C-V测量测得的是待测电池的电容与所加载的直流电压的函数关系。与I-V测量一样，电容测量也采用四线技术以补偿引线电阻。电池必须保持四线连接。测试配置应该包含带屏蔽的同轴线缆，其屏蔽层连接要尽可能靠近光伏电池，以最大限度减少线缆的误差。基于开路和短路测量的校正技术，能够减少线缆对测量精度的影响。C-V测量可以在正偏，也可以在反偏情况下进行。反偏情况下，电容与扫描电压的典型曲线（见图6）表明，在向击穿电压扫描时，电容会迅速增大。

图6 光伏电池电容与电压关系的典型曲线

另外一种基于电容的测量是激励电平电容压型（DLCP），可在某些薄膜太阳能电池（例如CIGS）上用于判断光伏电池缺陷密度与深度的关系。这种测量要加载一个扫描峰-峰交流电压并改变直流电压，同时进行电容测量。必须调整这两种电压，使得即使在扫描交流电压时也保持总加载电压（交流+直流）不变。通过这种方式，材料内部一定区域中暴露的电荷密度将保持不变，因而可以得到缺陷密度与距离的函数关系。

电阻率与霍尔电压的测量

光伏电池材料的电阻率可以采用四针探测的方式，加载电流源并测量电压。其中可以采用四点共线探测技术或范德堡方法。

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