太阳能光伏组件和直流设备的选型（太阳能光伏组件自动化生产线）
时间：2022年10月20日 10:10:23本文目录一览：
- 1、我想问一下光伏电缆的选型是怎么选的？
- 2、光伏组件和逆变器配比该怎么计算
- 3、太阳能光伏发电系统
- 4、光伏直流侧汇流和交流侧汇流的区别,什么时候我们选用直流汇流交流汇流？以及对于汇流箱和汇流柜的选择？
我想问一下光伏电缆的选型是怎么选的？
光伏电缆因使用环境和技术要求不同，对不同部件的连接有不同的要求，具体要求如下：
1、太阳能电池组件与组件之间的连接电缆，一般使用组件接线盒附带的连接电缆直接连接，长度不够时还可以使用专用延长电缆。依据组件功率大小的不同，该类连接电缆有截面积为2.5m㎡、4.0m㎡、6.0m㎡等三种规格。这类连接电缆使用双层绝缘外皮，具有优越的防紫外线、水、臭氧、酸、盐的侵蚀能力，优越的全天候能力和耐磨损能力。
2、蓄电池与逆变器之间的连接电缆，要求使用通过UL测试的多股软线，尽量就近连接。选择短而粗的电缆可使系统减小损耗，提高效率，增强可靠性。
3、电池方阵与控制器或直流接线箱之间的连接电缆，也要求使用通过UL测试的多股软线，截面积规格根据方阵输出更大电流而定。
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光伏组件和逆变器配比该怎么计算
光伏组件和逆变器配比该怎么计算？是不是5KW的组件就要配5KW的逆变器呢？很显然，并不是。下面小编就给各位简单的说一说这分布式光伏组件和逆变器的配比。
当我们不知5KW的逆变器配多少的时候，我们身边的人总是众说纷纭。有人说按1.2比例配，也有人说按1.1的比例配……那如此配比是哪里来的，有什么含义？
其实我们常说的比值指的是DC/AC，也就是光伏组件的功率/光伏逆变器的功率，那我们首先来看下这个比值是什么：
上面是一个光伏系统的简图，光伏组件发出的直流电（DC）经过光伏逆变器逆变成交流电（AC）进入电网，那么整过过程中光伏逆变器只是把直流电变成交流电，俗称的DC/AC的比值就是光伏组件的安装量和光伏并网逆变器更大交流输出的比值。
我们以5KW的光伏组件安装量为例：
这个比值为1.25，意思是我装了5KW的光伏组件，但是由于实际安装地点的经纬度、倾角、朝向等一系列因素的影响，光伏组件最终产生的直流电也就4KW，那么这个时候选择4KW的光伏逆变器就可以了，并不需要5KW的光伏逆变器。
注：组件的功率单位一般标为wp，如255wp，p是peak的意思，一般是指组件标准测试条件：（大气质量AM1.5, 辐照度1000W/m², 电池温度25°C）下的测量值， 而实际情况并非如此。
所以DC/AC更多时候是一个经验值，而不是一个固定值，当有实际项目支撑的时候，我们可以根据实际情况去获得DC/AC的比值作为对当前选型时的支撑。
首次安装的时候，针对不同地区组件与逆变器容量配比，可以上网查询DC/AC的理论值，或向他人咨询经验值，当具有一定经验后可以用自己的经验值来代替。
这样完成DC和AC的更佳配比后还要注意光伏组串的电压与逆变器的电压范围是否匹配以及逆变器的输入路数是否满足。
常见的逆变器是根据晶硅组件的特性开发的，目前光伏系统要求的更大电压为1000V，对于电压的配置除了同一路MPPT电压需要相等外，还需要考虑逆变器的MPPT电压范围，确保组件的工作电压在MPPT电压范围内，否则会导致逆变器的输出效率不高。
太阳能光伏发电系统
白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用。太阳能→电能→化学能→电能→光能。
太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件（Solar cells）是利用半导体材料
太阳能光伏发电图
的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。
发电原理
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太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。
（1）电池单元：由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件（阵列）。单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定的条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而能在光照下形成电流密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。 若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路，于是就有“光生电流”流过，太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。
（2）电能储存单元：太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的，但其容量要受到末端需电量，日照时间（发电时间）的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。
设置原理
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太阳能光伏发电系统的设计需要考虑的因素：
1、 需要考虑太阳能光伏发电系统使用的地方以及该地日光辐射情况；
2、 需要考虑太阳能光伏发电系统需要承载的负载功率；
3、 系统所输出电压，以及考虑应该使用直流电还是交流电；
4、 系统每天需要工作的小时数；
5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天；
6、 考虑负载的情况，是纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流的大小。
系统组成
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光伏系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，交流配电柜、自动太阳能跟踪系统、自动太阳能组件除尘系统等设备组成。其各部分设备的作用是：
太阳能电池
在有光照（无论是太阳光，还是其它发光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏特效应”。在光生伏特效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。
原材料特点：
电池片：采用高效率（16.5%以上）的单晶硅太阳能片封装，保证太阳能电池板发电功率充足。
太阳能电池图
玻璃： 采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃)， 厚度3.2mm,在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上，对于大于1200 nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射，透光率不下降。
EVA：采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.78mm的优质EVA膜层作为太阳电池的密封剂和与玻璃、TPT之间的连接剂。具有较高的透光率和抗老化能力。
TPT：太阳电池的背面覆盖物—氟塑料膜为白色，对阳光起反射作用，因此对组件的效率略有提高，并因其具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率。当然，此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。
边框：所采用的铝合金边框具有高强度，抗机械冲击能力强。也是家用太阳能发电中价值更高的部分。
蓄电池组
其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：a.自放电率低；b.使用寿命长；c.深放电能力强；d.充电效率高；e.少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价格低廉。目前我国与太阳能发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。配套200Ah以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封式免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为2VDC；配套200Ah以下的铅酸蓄电池，一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为12VDC。
充放电控制器
是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。
逆变器
是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。
逆变器保护功能：a、 过载保护；b、短路保护；c、接反保护；d、欠压保护；e、过压保护；f、过热保护。
交流配电柜
其在电站系统的主要作用是对备用逆变器的切换功能，保证系统的正常供电，同时还有对线路电能的计量。
系统分类
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太阳能光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统及分布式光伏发电系统：
1、独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。
2、并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，发展难度较大。而分散式小型并网光伏系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网光伏发电的主流。
3、分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。
分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。
系统优劣
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优点
1、太阳能取之不尽，用之不竭，地球表面接受的太阳辐射能，能够满足全球能源需求的1万倍。只要在全球4%沙漠上安装太阳能光伏系统，所发电力就可以满足全球的需要。太阳能发电安全可靠，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击；
2、太阳能随处可处，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路的损失；
3、太阳能不用燃料，运行成本很低；
4、太阳能发电没有运动部件，不易用损坏，维护简单，特别适合于无人值守情况下使用；
5、太阳能发电不会产生任何废弃物，没有污染、噪声等公害，对环境无不良影响，是理想的清洁能源；
6、太阳能发电系统建设周期短，方便灵活，而且可以根据负荷的增减，任意添加或减少太阳能方阵容量，避免浪费。
缺点
1、地面应用时有间歇性和随机性，发电量与气候条件有关，在晚上或阴雨天就不能或很少发电；
2、能量密度较低，标准条件下，地面上接收到的太阳辐射强度为1000W/M^2。大规格使用时，需要占用较大面积；
3、价格仍比较贵，为常规发电的3~15倍，初始投资高。
光伏直流侧汇流和交流侧汇流的区别,什么时候我们选用直流汇流交流汇流？以及对于汇流箱和汇流柜的选择？
电池板出来是直流，串联多了可以用直流箱，逆变器出来是交流，可以安全交流箱。
在太阳能光伏发电系统中，为了减少太阳能光伏电池阵列与逆变器之间的连线使用到汇流箱。汇流箱主要是用来把电缆什么的连接集中到一起再输出的，而控制器则主要是在发电矩阵汇流箱和逆变器之间加的一个设备，用来控制电是直接逆变上网，还是给蓄电池充电的。
汇流箱组成
箱体一般采用钢板喷塑、不锈钢、工程塑料等材质，外形美观大方、结实耐用、安装简单方便，防护等级达到IP 54 以上，防水、防尘，满足户外长时间使用的要求。
直流断路器是整个汇流箱的输出控制器件，主要用于线路的分/合闸。其工作电压高至DC1 000 V。由于太阳能组件所发电能为直流电，在电路开断时容易产生拉弧，因此，在选型时要充分考虑其温度、海拔降容系数，且一定要选择光伏专用直流断路器。