太阳能光伏电源系统应用技术培训教材

前   言    我国研制太阳能电池始于一九五八年,中国的光伏技术经过四十年的努力,已具有一定的水平和基础。过去我国边远地区的光伏发电市场主要由国家投资项目和多边援助项目支撑。90年代以来,随着边远地区经济发展和农牧民收入水平的提高,边远地区的光伏发电市场也开始向商业化发展。根据世界银行/全球环境基金可再生能源商业化项目准备研究过程中的资料显示,我国西部地区经营太阳能光伏发电系统的各类公司和团体由80年代的不足10家,发展到1997年底的50多家,其中大多数公司以商业化赢利为目的。这从侧面表明,我国的光伏发电技术已经具有了一定的市场潜力和市场吸引力。
    光伏电池发电有离网(独立电站)和并网(市电并网电站)两种工作方式。过去,由于太阳电池的生产成本居高不下,所以光伏电池多用于工业部门(邮电、电力、石油、铁路等)和偏远无电地区的中小功率离网用户。随着光伏产品成本的降低和农牧民收入水平的提高,太阳能光伏市场近年来发生了很大变化,开始向较大功率的交流系统和村庄供电系统发展;并且逐步向并网发电以及和建筑相结合(屋顶发电系统)的常规发电方向发展,开始由补充能源向替代能源过渡。太阳能光伏电源的应用领域十分广阔,从数十瓦的户用照明系统到电信、电力、铁路、石油、部队等部门通讯设备数千瓦的备用电源系统,甚至在西藏阿里、安多等地区还建成几个数十千瓦的集中型太阳能光伏电站。
    随着我国光伏事业的高速发展和应用领域的拓宽,从事太阳能光伏电源系统集成设计和安装的技术人员不断增加。由于太阳能光伏电源技术属于跨多学科的新兴学科,它涉及到气象、光学、半导体、电力、电子、计算机和机械等多种学科技术,要求从业的技术人员应掌握广泛而深入的技术知识,才能合理设计使用和充分发挥价格较昂贵的光伏系统设备的作用。但是,目前国内有关光伏技术的书籍和资料大多是介绍太阳电池、蓄电池等器件原理和应用方面的基本知识,而系统阐述太阳能光伏电源系统集成设计和配套电子设备(光伏电源控制器、方波或正弦波逆变器及系统检测仪器等)应用的专业资料却很少。因此,北京市计科能源新技术开发公司根据多年来从事光伏电源系统集成设计、工程安装和配套电子设备生产的经验,组织编写了这本培训教材,试图帮助广大从事太阳能光伏行业的技术人员系统学习掌握光伏系统集成设计和配套电子设备的应用,更好地发展我国的光伏事业。
由于水平有限,时间仓促,对本培训教材中不当和错误之处敬请专家和读者批评指正。
            

前   言

    我国研制太阳能电池始于一九五八年,中国的光伏技术经过四十年的努力,已具有一定的水平和基础。过去我国边远地区的光伏发电市场主要由国家投资项目和多边援助项目支撑。90年代以来,随着边远地区经济发展和农牧民收入水平的提高,边远地区的光伏发电市场也开始向商业化发展。根据世界银行/全球环境基金可再生能源商业化项目准备研究过程中的资料显示,我国西部地区经营太阳能光伏发电系统的各类公司和团体由80年代的不足10家,发展到1997年底的50多家,其中大多数公司以商业化赢利为目的。这从侧面表明,我国的光伏发电技术已经具有了一定的市场潜力和市场吸引力。
    光伏电池发电有离网(独立电站)和并网(市电并网电站)两种工作方式。过去,由于太阳电池的生产成本居高不下,所以光伏电池多用于工业部门(邮电、电力、石油、铁路等)和偏远无电地区的中小功率离网用户。随着光伏产品成本的降低和农牧民收入水平的提高,太阳能光伏市场近年来发生了很大变化,开始向较大功率的交流系统和村庄供电系统发展;并且逐步向并网发电以及和建筑相结合(屋顶发电系统)的常规发电方向发展,开始由补充能源向替代能源过渡。太阳能光伏电源的应用领域十分广阔,从数十瓦的户用照明系统到电信、电力、铁路、石油、部队等部门通讯设备数千瓦的备用电源系统,甚至在西藏阿里、安多等地区还建成几个数十千瓦的集中型太阳能光伏电站
    随着我国光伏事业的高速发展和应用领域的拓宽,从事太阳能光伏电源系统集成设计安装的技术人员不断增加。由于太阳能光伏电源技术属于跨多学科的新兴学科,它涉及到气象、光学、半导体、电力、电子、计算机和机械等多种学科技术,要求从业的技术人员应掌握广泛而深入的技术知识,才能合理设计使用和充分发挥价格较昂贵的光伏系统设备的作用。但是,目前国内有关光伏技术的书籍和资料大多是介绍太阳电池、蓄电池等器件原理和应用方面的基本知识,而系统阐述太阳能光伏电源系统集成设计和配套电子设备(光伏电源控制器、方波或正弦波逆变器及系统检测仪器等)应用的专业资料却很少。因此,北京市计科能源新技术开发公司根据多年来从事光伏电源系统集成设计、工程安装和配套电子设备生产的经验,组织编写了这本培训教材,试图帮助广大从事太阳能光伏行业的技术人员系统学习掌握光伏系统集成设计和配套电子设备的应用,更好地发展我国的光伏事业。
由于水平有限,时间仓促,对本培训教材中不当和错误之处敬请专家和读者批评指正。
             太阳能光伏电源系统应用技术培训教材

目     录
一.绪 论 3
1.我国的太阳能资源概况 4
2.太阳能的主要利用形式和光伏发电的运行方式 0
3.太阳能光伏技术的发展及前景 0
二.太阳能光伏电源系统的原理及组成 1
1.太阳能电池方阵 2
2.充放电控制器 5
3.直流/交流逆变器 5
4.蓄电池组
5.测量设备
6.太阳能光伏电源系统的设计 6
三.光伏电源充放电控制器 11
1.控制器的功能: 11
2.控制器的基本技术参数 11
3.控制器的分类: 11
4.控制器的基本电路和工作原理: 12
5.小型单路充放电控制器产品实例 15
6.普通型柜式充放电控制器产品实例 17
7.智能型壁挂式充放电控制器产品实例 20
四.直流-交流逆变器 26
1.逆变器的功能: 26
2.光伏发电系统对逆变器的技术要求 26
3.逆变器的分类和电路结构 27
4.逆变器的控制电路 30
5.逆变器功率器件的选择: 30
6.逆变器的主要技术性能指标 31
7.PWM方波逆变器产品实例 33
8.SPWM正弦波逆变器产品实例 35
9.3kW 可调度型并网逆变器 38
五.光伏电源系统数据采集器 41
1.数据采集器的主要技术指标 41
2.数据采集器的基本功能 41
3.数据采集器的硬件结构 42
4.数据采集器的操作 43
六.蓄电池组: 46
1.铅酸蓄电池的结构及工作原理 46
2.铅酸蓄电池的工作原理 47
3.蓄电池的电压、容量和型号 47
4.电解液的配制 48
5.蓄电池的安装 50
6.蓄电池的充电: 51
7.固定型铅酸蓄电池的管理和维护 52
七.备用柴油发动机和交流充电设备 58
1.柴油发电机组 58
2.交流充电设备产品实例JKZH-60K-3CH整流充电柜 65

 

 

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