风能、太阳能供电系统.ppt

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风能、太阳能供电系统
***通信集团设计院电源所
2010年11月
太阳能电池
太阳能电池(定义)
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
太阳能电池主要类别
硅太阳能电池
多元化合物薄膜太阳能电池
聚合物多层修饰电极型太阳能电池
纳米晶太阳能电池
有机太阳能电池
其中后面三种太阳能电池的研究刚刚起步,还远未达到工业化生产和批量应用的水平,因此在本文中不作详细介绍
太阳能电池
硅太阳能电池
硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。
单晶硅太阳能电池
转换效率高,技术最成熟。%,规模生产时的效率为13~18%,市场占有率仅低于多晶硅。
多晶硅太阳能电池
效率较高,成本略低于单晶硅电池,实验室最高转换效率为21%,工业规模生产的转换效率为12~17%。多晶硅太阳能电池占据了市场主导地位。
非晶硅薄膜太阳能电池
成本低、重量轻,转换效率低,但受制于其材料引发的光电效率衰退效应,稳定性不高,应用受限。
单晶硅太阳能电池
多晶硅太阳能电池
非晶硅薄膜太阳能电池
太阳能电池
多元化合物薄膜太阳能电池
多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,主要包括***化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。
硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池
效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高,成本较单晶硅电池低,易于大规模生产,但镉有剧毒,对环境造成严重的污染,因此,该产品不宜大规模应用。
***化镓(GaAs)III-V化合物电池
转换效率达28%以上,GaAs化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热不敏感,适合于制造高效单结电池,但是其价格太高,因而应用受限,航天应用较多。
铜铟硒薄膜电池(简称CIS)
价格低廉、性能良好和工艺简单,但是由于铟和硒都是比较稀有的元素,因此,这类电池的发展也受到限制。
硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池
***化镓化合物电池
铜铟硒薄膜电池
太阳能、风能供电系统
太阳能电池主要类别
太阳能、风能系统包括:独立的太阳能发电系统、独立的风能系统、风光互补发电系统。
同时,根据不同的使用要求太阳能、风能系统可以扩展为以下系统:
光电(市电)互补发电系统;
风电互补发电系统;
风光油(油机)互补发电系统。
系统工作方式
太阳能、风能系统的工作方式分为离网型和并网型。
并网型系统有高压并网、低压侧并网和直流并网三种。
通信行业一般使用离网型太阳能、风能系统,部分站点采用低压侧并网系统。
太阳能、风能供电系统
太阳能电源系统
太阳能光伏发电是指通过太阳能电池吸收阳光的光能后变成电能输出的装置。
一个完整的光伏发电系统包括太阳能电池方阵(也称光伏方阵)、充放电控制器、蓄电池组、支架、功能电路单元、输配线缆等配套系统组成,其中不同电压等级、不同电流大小、不同功率输出的太阳能电池方阵(也称光伏方阵)由若干块光伏组件经串、并联后组成。
太阳能、风能供电系统
风力发电系统
风力发电机组是将风的动能转换为电能的设备。
风力发电系统组成
风力发电电源由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器(、蓄电池组)等组成。
小型风力发电机组
风力发电机组结构及安装示意图
太阳能、风能供电系统
光电互补供电系统组成
-48VDC
控制器
电池组
AC
整流器
逆变器
Ah
Ah
光电混合供电
主要应用场景:
市电不稳定地区
室外站点负载≤1500 W (直流)
室内站点负载≤2000 W (直流)
折合峰值日照> 3h每天
自然散热,直流负载。
储能
直流负载
交流负载
控制
DC-DC稳压
逆变
风力发电
太阳能发电
风光互补供电系统
风光互补供电系统
风电互补供电系统构成
风电互补供电系统