青海作为中国太阳能资源丰富的地区之一,非常适合发展离网光伏发电系统。这里光照时间长、辐射强度大,尤其是在柴达木盆地和广袤的牧区。华纽电能来详细介绍一下青海离网光伏发电系统的关键点:
1. 太阳能资源:
年日照时数长(超过3000小时)。
年太阳总辐射量高(远高于全国平均水平,尤其是西部地区)。
空气稀薄洁净,大气透明度高,太阳辐射衰减少。
2. 广泛的离网应用需求:
偏远牧区: 大量牧民定居点、牧场散居点远离电网,用电需求(照明、电视、手机充电、小冰箱等)迫切。
通信基站: 保障通信畅通的稳定电力供应。
野外作业点: 如地质勘探、石油开采、工程建设等临时或长期营地。
自然保护区/景区设施: 保护站、观景点、旅游接待点等。
无电或缺电村庄: 虽然青海电网覆盖在提升,但仍存在一些电网难以延伸或供电不稳定的区域。
公路/铁路沿线设施: 如监控设备、指示牌、养护站等。
应急备用电源: 为重要设施提供后备电力。
1. 光伏组件: 将太阳能转换为直流电。在青海高辐射条件下,选择高效率、耐候性(抗紫外线、抗风沙、耐低温)的组件至关重要。单晶硅组件因其较高的转换效率通常是首选。
2. 蓄电池组: 存储白天发出的电能,供夜间或无日照时使用。这是离网系统的核心和主要成本之一。
类型选择:
铅酸电池: 技术成熟,初始成本低,但寿命相对较短(3-7年),深度放电性能一般,维护要求高(需加水),低温性能下降明显(青海冬季严寒需特别注意保温和容量设计冗余)。
胶体电池: 铅酸电池的改进型,免维护,深放电性能稍好,耐低温性略优,寿命略长。
锂电池: 能量密度高、寿命长(8-15年)、充放电效率高、深度放电能力强、几乎免维护、低温性能相对更好(但仍需注意低温影响)。虽然初始成本高,但综合生命周期成本可能更低,在高要求、长寿命的应用中优势明显。
关键考量: 容量设计必须满足负载需求和预期的“无日照天数”。
3. 太阳能充放电控制器:
核心作用是保护蓄电池,防止过充和过放,极大延长电池寿命。
MPPT控制器: 最大功率点跟踪技术,能显著提高光伏阵列的能量获取效率(尤其在青海早晚温差大、辐照变化大的情况下,效率提升可达15%-30%),是青海离网系统的强烈推荐选择。
4. 逆变器:
将蓄电池的直流电转换成交流电(通常220V/50Hz),供家用电器使用。
需要根据负载的总功率和类型(特别是是否有电机等感性负载)选择合适的功率和波形(纯正弦波逆变器兼容性最好)。
5. 配电系统: 包括直流和交流配电箱、断路器、保险丝、电表、线缆等,保障系统安全运行和方便管理。
1. 高海拔:
空气稀薄,紫外线更强,需选择耐紫外等级高的组件、线缆和外壳材料。
电气设备(控制器、逆变器)的散热效率下降,需选择宽温度范围、散热设计优良的产品,并考虑通风。
可能影响铅酸蓄电池的电解液性能。
2. 严寒气候:
电池性能: 低温会显著降低电池的可用容量(特别是铅酸电池)和充放电效率。必须:
选择耐低温性能好的电池(如特定型号的锂电池或低温铅酸)。
对蓄电池组进行保温处理(如置于保温箱内或埋于冻土层以下)。
在系统设计时加大电池容量冗余,以补偿低温损失。
组件: 光伏组件在低温下效率通常更高,但需考虑温差应力导致的材料疲劳。支架设计要考虑冻胀。
3. 风沙大:
组件清洁: 沙尘覆盖会严重降低发电效率。需要更频繁的人工清洁或考虑安装倾角便于自清洁。防尘设计很重要。
设备防护: 控制器、逆变器、接线盒等需要有良好的防尘(IP等级高)设计。线缆连接处需密封。
支架强度: 支架需能承受强风荷载,基础要牢固。
4. 强紫外线辐射:
加速非金属材料(组件背板、线缆绝缘层、设备外壳)的老化。必须选用抗UV等级高的材料。
5. 偏远与运维困难:
系统设计必须高度可靠,选用质量过硬的品牌设备。
尽量简化系统,减少故障点。
配备必要的远程监控功能,便于及时发现故障。
考虑当地技术力量,提供清晰的操作维护手册,并对使用者进行简单培训(如清洁组件、检查仪表读数)。
蓄电池的选择应倾向于免维护或低维护类型(如锂电池、胶体电池)。
1. 详细负载评估: 精确统计所有用电设备的功率、每日使用时长、使用规律。这是确定系统规模(光伏功率、电池容量)的基础。
2. 确定“无日照天数”: 根据青海当地气象资料(特别是冬季连续阴天/雪天情况),确定系统需要维持供电的最长无有效日照天数(通常设计为3-7天)。
3. 组件倾角和方位角设计: 根据安装地点的纬度、季节负载需求(如冬季负载重则倾角应接近纬度+15°),优化全年或特定时段的发电量。
4. 组件串并联设计: 确保电压电流在控制器允许的输入范围内。
5. 蓄电池容量计算: 基于负载日耗电量、无日照天数、电池放电深度、系统效率、温度补偿系数(低温影响很大)等计算。
6. 控制器和逆变器选型: 匹配组件功率和电压、负载功率和类型。
7. 系统保护设计: 完善的防雷接地、过流保护、过压/欠压保护。
8. 专业的安装: 支架稳固、接线规范防水、设备防护到位。在青海恶劣环境下,安装质量直接影响系统寿命。
青海得天独厚的太阳能资源为离网光伏发电提供了理想条件,能有效解决偏远无电地区的用电问题。然而,高海拔、严寒、风沙等严酷环境对系统的设计、设备选型和安装维护提出了极高的要求。成功的关键在于:
1. 精准的负载评估和系统设计(充分考虑无日照天数、低温影响)。
2. 选用高可靠性、耐候性强的设备(特别是耐低温的电池、MPPT控制器、抗UV抗风沙组件)。
3. 重视蓄电池的保温和容量冗余设计(应对严寒)。
4. 强调系统的防护和易维护性(防沙尘、防紫外线、远程监控)。
相关推荐:责任编辑: 浏览次
上一篇:没有了!
下一篇:离网光伏发电系统安全吗