隨著分布式光伏走入千家萬戶,人們對光伏的需求也是多種多樣,光伏發(fā)電自發(fā)自用余量上網的并網系統(tǒng)并不是唯一的形式,根據(jù)不同場合的需要,太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可分為并網發(fā)電系統(tǒng)、離網發(fā)電系統(tǒng)、并離網儲能系統(tǒng)、并網儲能系統(tǒng)和光儲微網系統(tǒng)五種。
1、并網發(fā)電系統(tǒng)
光伏并網系統(tǒng)由組件、支架、并網逆變器、并網柜組成,太陽能電池板發(fā)出的直流電,經逆變器轉換成交流電送入電網。目前主要有有大型地面電站、中型工商業(yè)電站和小型家用電站三種形式。
由于并網光伏發(fā)電系統(tǒng)不需要使用蓄電池,節(jié)省了成本。國家發(fā)布的并網新政策已經明確表示,家庭光伏電站可以免費入網,多余的電還可以賣給電力公司。從投資的長遠角度,按家庭光伏電站25年的使用壽命計算,6-10年左右可以回收成本,剩下的十幾年就是賺到的。
但是,并網也有其缺點,就是當公共電網斷電時,光伏發(fā)電也不能運行。但是如果把其中的并網逆變器換成儲能逆變器,電站就可以正常運轉。
2、離網發(fā)電系統(tǒng)
離網型光伏發(fā)電系統(tǒng),不依賴電網而獨立運行,廣泛應用于偏僻山區(qū)、無電區(qū)、海島、通訊基站和路燈等應用場所。系統(tǒng)一般由太陽電池組件組成的光伏方陣、太陽能控制器,逆變器、蓄電池組、負載等構成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉換為電能,通過太陽能控制逆變一體機給負載供電,同時給蓄電池組充電;在無光照時,由蓄電池通過逆變器給交流負載供電。
這種系統(tǒng)由于必須配備蓄電池,且占據(jù)了發(fā)電系統(tǒng)30-50%的成本。而且鉛酸蓄電池的使用壽命一般都在3-5年,過后又得更換,這更是增加了使用成本。而經濟性來說,很難得到大范圍的推廣使用,因此不適合用電方便的地方使用。
對于無電網地區(qū)或經常停電地區(qū)家庭來說,離網系統(tǒng)具有很強的實用性。特別是單純?yōu)榱私鉀Q停電時的照明問題,可以采用直流節(jié)能燈,非常實用。因此,離網發(fā)電系統(tǒng)是專門針對無電網地區(qū)或經常停電地區(qū)場所使用的。
圖1離網型光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖
3、并離網儲能系統(tǒng)
并離網型光伏發(fā)電系統(tǒng)廣泛應用于經常停電,或者光伏自發(fā)自用不能余量上網、自用電價比上網電價價格貴很多、波峰電價比波平電價貴很多等應用場所。系統(tǒng)由太陽電池組件組成的光伏方陣、太陽能并離網一體機、蓄電池組、負載等構成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉換為電能,通過太陽能控制逆變一體機給負載供電,同時給蓄電池組充電;在無光照時,由蓄電池給太陽能控制逆變一體機供電,再給交流負載供電。
并離網型光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖
4、光伏并網儲能系統(tǒng)
并網儲能光伏發(fā)電系統(tǒng),能夠存儲能多余的發(fā)電量,提高自發(fā)自用比例,應用于光伏自發(fā)自用不能余量上網、自用電價比上網電價價格貴很多、波峰電價比波平電價貴很多等應用場所。系統(tǒng)由太陽電池組件組成的光伏方陣、太陽能控制器、電池組、并網逆變器、電流檢測裝置、負載等構成。當太陽能功率小于負載功率時,系統(tǒng)由太陽能和電網一起供電,當太陽能功率大于負載功率時,太陽能一部分給負載供電,一部分通過控制器儲存起來。
并網儲能光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖
5、光儲微網系統(tǒng)
微電網(Micro-Grid),是一種新型網絡結構,是由分布式電源、負荷、儲能系統(tǒng)和控制裝置構成的配電網絡??蓪⒎稚⒛茉淳偷剞D換為電能,然后就近供給本地負載。微電網是一個能夠實現(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng),既可以與外部電網并網運行,也可以孤立運行。
微網系統(tǒng)由太陽能電池方陣、并網逆變器、PCS雙向變流器,智能切換開關,蓄電池組、發(fā)電機、負載等構成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉換為電能,通過逆變器給負載供電,同時通過PCS雙向變流器給蓄電池組充電;在無光照時,由蓄電池通過PCS雙向變流器給負載供電。
微網系統(tǒng)和純離網系統(tǒng)相比的主要優(yōu)勢:
(1)應用范圍更寬,離網系統(tǒng)只能脫離大電網而使用,而微網系統(tǒng)則包括離網系統(tǒng)和并網系統(tǒng)所有的應用,有多種工作模式。
(2)系統(tǒng)配置靈活,并網逆變器可以根據(jù)客戶的實際情況選擇單臺或者多臺自由組合,可以選擇組串式逆變器或者集中式逆變器,甚至可以選擇不同廠家的逆變器。并網逆變器和PCS變流器功率可以相等,也可以不一樣。
(3)系統(tǒng)效率高,微網系統(tǒng)光伏發(fā)電經過并網逆變器,可以就近直接給負荷使用,實際效率高達96%,雙向變流器主要起穩(wěn)壓作用。
(4)帶載能力強,并網逆變器和雙向變流器可以同時給負載供電,帶載能大可以增加一倍。
各種光伏系統(tǒng)各有優(yōu)勢和缺點,并網發(fā)電系統(tǒng)目前是最主要的形式,占據(jù)95%以上的份額,它不用蓄電池,系統(tǒng)成本低,而且還有國家度電補貼,是投資的首選;
光伏離網系統(tǒng),主要用于無電地區(qū)人口分散的地方,改善生活質量;
光伏離并網系統(tǒng)適合于經常停電的地區(qū),停電時光伏系統(tǒng)作為備用應急電源使用;
光儲微網系統(tǒng)適用于海島,偏遠山區(qū)人們居住比較多的地方,建立中小型分布式電源。