光伏汇流箱.doc

光伏汇流箱 pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT ,或下载源文件到本机查看。光伏汇流箱一、序言由工业革命开创的现代文明,都建立在大规模开采、使用化石燃料的基础上的,但在伴随着化石燃料的不断消耗,人类已经开始意识到必须要面对潜在的能源危机——化石能源终将枯竭。据估计,我国的煤可以开采 80 年,天然气只可开采 30 年, 石油只够开采 20 年。全球能源结构将在本世纪发生根本改变。太阳辐射能预计在 100 亿年里可保持近似恒定的辐射输出,太阳能堪称无限的能源。世界各国都在积极寻求可替代化石燃料的新型绿色能源,太阳能光伏发电技术是利用“光生伏打效应”将光直接转换为电能,整个转换过程无排放, 是最清洁、最环保的绿色能源。而光伏汇流箱是应用于智能光伏发电系统中用于对光电池串列及外围辅助元件进行监测的一种智能设备。是伴随着光伏发电的大规模应用而产生的一个新型产品, 下面就太阳能发电系统的结构来说明汇流箱的功能和应用,一般的光伏并网电站结构如下(见下图): 其中主要由 1、光伏电池阵列,2、光伏汇流箱,3, 逆变器三部分组成,由电池阵列接受光照产生直流电流,电流输出到汇流箱并联阔流,然后由多个汇流箱输出到逆变器, 最终逆变器把直流电转换为交流电后输送到电网或经过升压后进行并网。如果是离网发电系统则还需要配备蓄电池及控制器, 用以在无阳光条件下维持发电。下面就以光伏发电的特点说明汇流箱的具体功用, 由于单体光伏电池的输出电压、电流和功率都很小, 一般只有 左右, 不能满足作为电源应用的要求, 为了提高输出功率,需要多个单体电池合理的串、并联后封装成组件。而太阳能本身是一种低密度的平面能源,需要用大面积的太阳能电池来采集。所以在需要 1 更大功率的场合, 还需要再将多个组件组成方阵, 以提供数值更大的电流、电压的输出。为了节约电缆,简化系统结构,提高可靠性和可维护性等原因,实际安装工程中需要把多个方阵的输出电缆先进行并联后(一级汇流)再输入到逆变器(二级汇流),而不是直接把所有方阵电缆直接接入逆变器。根据上文所述光伏电站的特性, 实际应用中需要解决下面几个问题:1. 由于光伏电站使用的电池组件由成千上万个, 有些电站面积达十多平方公里, 如何才能发现某个电池组件失效呢? 2. 由于电站占地广, 且在室外安装, 如何防止夏季雷击损害? 3. 如果加装了防雷装置, 防雷装置失效了如何及时发现? 4. 由于光伏电站目前主要作为电网的补充供电, 所以电站的逆变器是间歇工作的,在逆变器不工作时是否需要防止并联的多个方阵之间的内部电流环流? 5. 多个电池阵列并联后, 假设其中某个光伏组件内部短路后,如何防止其他正常工作的电池的电流倒灌到损坏电池组造成事故呢? 6. 在二级汇流侧出现短路故障时如何保护光伏电池? 7. 光伏电池发电效率低, 目前效率最高的也仅 18% 左右, 如何在不提高光伏电池成本的基础上提高输出能力? 要解决上述问题, 目前市场上有两种产品: 一种是非智能化产品, 能解决上述部分问题。而要解决全部则必须由智能终端来完成, 这个智能终端就是光伏汇流箱, 它所需要实现的功能如下: 1 .要能够检测到光伏电池阵列中损坏的电池组件需要测量此电池阵列的输出电流是否正常,而为了防止光伏电池的高电压造成设备损坏和人身伤害, 需要进行