基础3：常见纯光伏离网系统构造模式有哪些及效率分析

studerchina

jack-taiwan 发表于 2012-1-13 09:46
50kW之离纲系统采用DC24V要用多粗之导线,更本就不敷合经济效益,大系统本就应用比较高之电压如DC110V才对.

50KW离网系统是指，光伏组件的功率。负载是多大？蓄电池组是多大？

两个观点：

1、纯光伏离网系统，采取蓄电池晚上供电的方式是效率最低、成本最高的解决方案。参考我的帖子《基础3：常见纯光伏离网系统构造模式有哪些及效率分析 》
如果晚上供电采用柴油机互补、阴雨天采用柴油机互补，或者风机互补，是不是蓄电池的投资就会大大下降！？，蓄电池容量下降，直流侧电流的问题是不是就可以缓解。
蓄电池容量大的系统，24V确实是不合适。48V会更加理想。

如果非要设计成，纯光伏系统，如果晚上负荷很大，蓄电池要经常深度循环，寿命会缩短。直流高压也无法解决这个问题。
离网系统，蓄电池的投资和寿命是设计最关键要素。

2、另外一个角度：安全，世界上大部分的国家都规定直流不允许超过48V（包括中国），如果直流侧漏电怎么办，110V会电死人的。况且，大部分边远地区太阳能系统都是给家庭、或社区供电的，要非常小心。世界上，直流还没有漏电保护装置。

从光伏发电效率来分析，目前市面上没有110V的MPPT充电控制器。带最大功率跟踪的太阳能充电控制器（MPPT）可以提高组件高达30%的效率，特别是在冬天光照弱、但是气温低的环境，MPPT控制器的优势非常明显。

综合来看，直流侧高压的技术没有什么优势。

另外，直流高压的控制器和逆变器，都采用了IGBT做为开关元件，其自身功耗是大的惊人的。至少是逆变器额定功率的2%到3%，不信你自己测试一下。以50KW逆变器为例，其自身耗电约在1000W左右，1天下来自身耗电非常大。

如有异议，请提出。谢谢！

liushiyang13767

楼主所言不需，但是有点小疑问就是。你所指的效率是通过实际的还是客观的来讲？

studerchina

liushiyang13767 发表于 2012-1-13 11:21
楼主所言不需，但是有点小疑问就是。你所指的效率是通过实际的还是客观的来讲？

我的帖子里的PPT文档不就是进行了效率分析了吗？

PV白天发电蓄电池晚上供电，供电效率最理想也就是在60%左右。 也就是说PV组件白天发出1度，晚上最多只能有0.6度电放出。而且代价是蓄电池完全放空

柴油机晚上供电，理论上是100%。1L柴油可以发出2到3度电

liushiyang13767

您所谓60%左右这只是目前来说通用的数据——充放电循环的效率  。  对于系统工程师来说，其设计系统时通常用的是在一个范围值，他们采取这些数据无外乎是在一些列的教程与前辈经验中总结而言，但谁又去真正的研究了这所谓的充放电效率的确切的数值之后再把它融入初期设计系统时呢 ？

所以楼主说效率值只是个人客观分析

jack-taiwan

您一再重复说明DC电压超过48V很危险,请问PV并网系统之DC侧电压在TUV为1000V以下为ok,在UL为600V以下是ok的,为何呢?

studerchina

jack-taiwan 发表于 2012-1-13 14:51
您一再重复说明DC电压超过48V很危险,请问PV并网系统之DC侧电压在TUV为1000V以下为ok,在UL为600V以下是ok的, ...

对于电压安全这个问题，我也有类似的疑惑。但是太阳能离网系统和太阳能并网系统，技术层面是截然不一样的。

我的理解是：
太阳能并网装置，属于发电厂级别。是有专门详细的法规约束，有资质人员按照步骤进行干预。
PV侧的高压，有并网逆变器进行隔离，交流侧的各种保护装置是非常完整的，比如漏电。并网逆变器是一个只输出正弦波电流的电流源（蓄电池逆变器是电压源），不输出电压。PV高压是串联在线路中。
离网系统，其主要应用是边远地区发电系统。这种电源大部分是社区和家庭使用。非专业人员接触几率要比并网高
蓄电池、控制器和逆变器都是高压的话，也增加接触和漏电的可能性。

我的观点是由几个理由组成的，安全只是其中一个：

1、蓄电池无需串成高压，原因是系统设计者应该避免设计成大容量蓄电池的系统。

2、目前MPPT充电控制器技术，市场不支持超过48V。说明业界对于，超过48V的太阳能充电控制器或者是不提倡或者是还在观察市场真正需求。

3、太阳能充电控制器和蓄电池逆变器，统称为离网太阳能电子行业。光伏发电成本是很高的，特别是离网太阳能系统，发电成本在6到10块左右。因此选择合适太阳能电子装置一个重要的指标，就是自身耗能（原因是24小时工作）。直流高压的控制器和逆变器，必须采用IGBT，这种开关元件的自身耗能是非常高的。
（并网逆变器设计，例如晚上自动停机，来降低自身耗能）

4、抱歉，我无法从更高一个层次，阐述我的观点，比如安全法规。但是从目前，全球来看。太阳能充电控制器和蓄电池逆变器，欧美一线品牌，都没有生产超过48V的蓄电池逆变器。
可能有两个原因：蓄电池逆变器（离网逆变器）除了在太阳能行业，还用于车载和船载、通讯和备用系统。这些市场对于高于48V没有兴趣。从UPS行业也可以看出来。市场需求决定技术的趋势，离网太阳能系统部件市场面是很狭窄的。如果直流高压，其应用范围将更小。
另一个原因是：太阳能行业确实没有对蓄电池高压部件有强烈的需求。

以上只是一些自我感悟，谢谢与您的讨论。

渝州光伏

studerchina 发表于 2011-12-21 11:59
非常感谢您的回复。

希望有更多的工程师设计者有您这样的思路。太阳能行业涌入大量的新人，他们还在走 ...

现在都是在套模式，没有太大的创新。

渝州光伏

studerchina 发表于 2011-12-21 19:57
柴油机发出的是交流电，可以被负载直接使用。双向逆变器可以将柴油机多余的能量给蓄电池充电。

风机发 ...

您说的并联是不是电压采集并联在蓄电池两侧？

studerchina

渝州光伏 发表于 2012-4-9 23:14
您说的并联是不是电压采集并联在蓄电池两侧？

你好！你的问题，我不是很清楚您的问题。最好加我QQ一下

memechazq

受益匪浅，努力吸取经验