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西安太阳能 -太阳能风电灯
发布时间: 2014-3-5 0:58:09 点击次数: 56   作者:西安太阳能 工程

太阳能照明系统中 的关键制约因素及全套解决方案

光伏系统中所用的 蓄电池多为铅酸电池。在光伏发电系统中应用的蓄电池,则除了考虑使用寿命和发电、维护等性能,还由于光伏电力的昂贵,对蓄电池的性能要求高效充放电。在高效光伏系统中,蓄电池的效率决定系统效率。然而,几乎所有的蓄电池 供应商都不提供产品的效率特性。
蓄电池的效率特性 不仅是不同蓄电池所各具特有的固定参数,也是某个蓄电池在不同使用条件下的动态性能,新旧电池的效率都不一样。不同的蓄电池的效率虽然相差很大,但同一个蓄电池在浮充和大电流放电时也都可能使蓄电池处在低效状态。 因此,不提供产品效率性能的蓄电池产品,根本无从知道它在光伏系统中的工作状态,不了解这一重要部件的重要特性,就完全不可能设计出合理的光伏系统。之所以搞光伏系统工程研究的人千方百计地想躲避使用蓄电池,就是 因为不了解蓄电池会给系统带来什么影响。事实也证明了他们的担心很有道理,但凡是使用了蓄电池的光伏系统,无论是并网的逆变系统或是路灯的独立系统,所发生的问题,无一不是蓄电池所带来的。而且,明明是浮充寿命可 达20年的蓄电池,在光 伏系统中一年就报废的情况已屡见不鲜。
并不是包装上写着 太阳能专用的蓄电池就一定适合在光伏系统上应用。质量好的蓄电池也仅在了解它的特性后,因地制宜的设计方案,合理使用,才能达到设计要求。由于蓄电池性能各异,光伏系统不可能给出一个统一的设计方法。不过,光伏系 统是讲究效率的系统,高效和蓄电池的寿命也是正相关的。蓄电池在光伏系统的工作条件和在网电中不同,厂家所提供的蓄电池参数只能供参考。要设计一个高效的光伏系统,首先要对系统中使用的蓄电池的特性做有针对性的测 试和检验后才能确定的配电方案。有时这类检验会把许多著名品牌的蓄电池否定。某些在常规电力系统中使用情况不错的蓄电池,几乎完全不符合在光伏系统中应用的技术指标。即使经过选择的有些产品基本适用,也还得与生产 厂家商量进一步改进效率性能的措施。技术改进关系到成本上升,这不仅是要大大增加系统造价,也还不是一般光伏系统设计建造单位都有能力完成的工作。
在某种程度上说, 光伏系统设计建造的成败在于合理的使用蓄电池。如果连光伏系统中对蓄电池的性能要求都搞不明白,贸然安装光伏系统,就必定失败。根据特定蓄电池性能设计的系统是一个有机的整体,
不可随便改动。有 两个同样的系统几乎同时安装,一个安装在合肥国家大学科技园,其间从没有改动过,至今运行正常;另一个安装在安徽省勘探设计院,后被人换走蓄电池,又改了控制器,之后就故障不断,系统已几近报废。这个工程案例生动 地证明了光伏系统中蓄电池的关键作用和蓄电池对光伏系统运行的重要性。
光伏系统的功率
光伏系统的经济功 率应该在2000WP以下,而光伏系统 的使用功率,一般以数百瓦较为合适,尤其是针对照明负载来说,以不超过几百瓦灯具的系统最为合适。在中国的普通地区,一峰瓦光电池一年可以发电接近一度,也就是平均一天2-3Wh。这两个数值解释 了光伏发电的特点,以最大输出功率为电池板的计量单位,以年发电量为电池板应用的核算基础。
在光伏系统的功率 设计方案中经常会出现一些错误观点。一是错把当成常规发电系统中装机容量的瓦,而导致系统负载的严重超载和系统发电能力的数倍高估;再就是把光伏电力简单地当成市电来使用。事实上,由于光伏电力输出功率的随机性, 光伏电力的应用功率也只能根据统计参数来设计。而且还要考虑到电池板的衰减,蓄电池容量的减少以及负载的变化等等相关因素的影响。这些问题使光伏电力的应用.十分困难,除非是 使用随时可变功率的负载。逆变并网系统指望把这一大堆问题全部转嫁给网电负载去解决,而宁可损耗大量的光伏电力和全然不顾对网电的污染,然后接受网电负载的报复性反应,就是让光伏装置产生“孤岛效应”。而离网的独 立系统,除了无关紧要的草坪灯,几乎是全不实用。不用拖线的独立光伏路灯,要依靠蓄电池平衡功率输出,其结果是配置严重失调使蓄电池报废。已经没有必要再去接二连三地做并网示范和光伏路灯实验了。光伏系统的功率 理论注定了这一类形象工程失败的命运。
光伏矩阵的供电能 力在不可能与用电负载需求同步相等的情况下,配电技术要充分发挥功效,才能保证系统的实用性。专利技术联网供电带蓄电池的高效非逆变系统是一个三元供电,二元用电的光伏配电系统。
 西安晶能在建造光伏系统过 程中,总结出光伏系统是一个经过精确设计的完整系统。任何环节的不良状态都会导致整个系统的性能下降乃至失效。
光伏照明系统中灯 具的特点
由于市面上 24V的高效直流灯具不 普遍,因此,光伏照明系统中的灯具多属于特制,给人感到互换性的丧失,而产生了对光伏照明系统长期运行后部件难配的顾虑。除非该特制的灯具由建造单位承诺永远“三包”。经常更换灯具代价会很高。无论如何,光伏系统 中的灯具除了要求高效之外,也需要长寿命的特性。
因为光伏电价的昂 贵,因此,在光伏照明系统中不宜采用大功率灯具。从目前LED照明的发展情况来 看,光伏照明应用前景灿烂,彩色LED已经不必考虑光衰 的问题了,白色照明LED的光衰特性也在不 断
地改进之中。既然 光伏照明不主张用大功率灯具,应用于光伏系统中的LED就没有必要追求单 粒功率值。现在流行的单粒大功率LED光效并不太高,被 大块头散热片合理地揭示了。大功率单粒LED刺眼的亮光只是因 为光线集中所致,并不代表光通量多。用于照明的LED最好还是柔和、宽 视角为好。研究证明,单粒LED最高光效的功率为 0.06W左右。因此,高光 效的LED灯具目前应该是由 100粒所组成的 6W灯具。
应用在最高亮度参 数时的LED,未必是最长寿命 (半衰期)或最高光效的设计。在光伏照明系统中采用的LED灯具宁可牺牲一点 亮度也应该为提高LED的光效和延长 LED使用寿命而努力。 这样做就需要降低每粒LED的功率,增加每盏 灯具的LED个数,增加了成本 。这里提醒一句,切不可错误地认为LED个数多的灯具,就 是按这个思路来设计的,其实正相反,有的灯具为了降低成本采用更小芯片的LED,反而光效下降、 寿命减短,粒数增多并不表明实际应用功率的增大。这一类LED灯具象其它伪劣商 品一样,已在光伏应用中泛滥。
综上所述,光伏照 明系统的设计与建造既是跨学科的先进的工程技术,又是紧密联系市场和生产的经济活动。我国政府积极支持光伏技术的应用发展,投入巨大,成绩显著。特别是近年来,我国光电池生产企业纷纷上市,沿海地区电子产业的规模 化发展,都大大地促进了国内光伏产业的兴起和各地光伏工程的建设。虽然,我国目前所建造的各类光伏工程还存在着许多疑难和问题。相信在广大科技人员的不懈努力之中,在一些领头的光伏企业的积极开拓之下,用我国拥有 的自主知识产权,把光伏照明工程造的更加完美。
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