集中型太陽(yáng)能電站簡(jiǎn)介

太陽(yáng)能發(fā)電照明系統(tǒng)(單燈控制)已在某些工程、某些場(chǎng)合逐步得到應(yīng)用，如路燈、庭院燈、草坪燈等，該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用對(duì)節(jié)能降耗、環(huán)境保護(hù)都取得了積極的作用。但還存在以下問(wèn)題：

(1) 單燈照明的輔件相互間沒(méi)有聯(lián)系，不能充分發(fā)揮多功能效應(yīng)；

(2) 能源利用率低，電能不能互補(bǔ)造成燈的亮度不一。不能對(duì)照明系統(tǒng)的亮度進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)控，不能同時(shí)開(kāi)啟關(guān)閉；

(3) 由于照明自成系統(tǒng)，整體成本難以降低，日常維護(hù)成本高，電瓶污染點(diǎn)較多。

針對(duì)以上缺陷，自行研制開(kāi)發(fā)了一種集中可控太陽(yáng)能發(fā)電照明系統(tǒng)，獲得了中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局實(shí)用新型專(zhuān)利證書(shū)，專(zhuān)利號(hào)為ZL2006201012350 。

集中可控太陽(yáng)能發(fā)電照明系統(tǒng)的工作原理：在太陽(yáng)光的照射下，將太陽(yáng)能光伏電池組件產(chǎn)生的電能通過(guò)系統(tǒng)控制器和蓄電池防過(guò)充控制端口給蓄電池組充電。逆變器、市電并網(wǎng)開(kāi)關(guān)、市電電網(wǎng)和市電開(kāi)關(guān)是該系統(tǒng)與市電網(wǎng)連接部分，在太陽(yáng)光日照不足或蓄電池供電不足的特殊情況下由市電網(wǎng)直接給蓄電池充電。同時(shí)，蓄電池有剩余電能，設(shè)計(jì)中也能夠向市電網(wǎng)供電，這種供電方式目前還未實(shí)施。

燈群連接控制端口是采用普通的單片機(jī)或利用其他具有運(yùn)算控制功能的設(shè)備。蓄電池群輸出端口的電能通過(guò)防過(guò)放、過(guò)載、短路控制器端口，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)控制器燈群連接控制端口和恒壓恒流光源控制端口，與節(jié)能光源連接供電，使節(jié)能光源能夠按照實(shí)際需要改變亮度與色彩。

整個(gè)集中可控太陽(yáng)能發(fā)電照明系統(tǒng)具備了以下基本功能：(1) 蓄電池防過(guò)充、防反充；(2) 蓄電池防過(guò)放、防反放；(3) 蓄電池防短路、防反接；(4) 提供負(fù)載功能；(5) 給使用者/操作者提供系統(tǒng)工作狀態(tài)；(6) 控制照明的變化(時(shí)間變化、色彩變化、亮度變化等)；(7) 提供控制接口備份和連接控制端口的功能；(8) 能將整個(gè)系統(tǒng)富余電能提供輔助負(fù)載消耗；(9)與市電網(wǎng)連接；(10) 防雷接地保護(hù)功能；(11) 該系統(tǒng)的控制功能可根據(jù)客戶(hù)實(shí)際照明需求增加或減少；(12) 控制自耗電流小于額定工作電流的1%；(13)控制回路壓降小于系統(tǒng)電壓的5%。

根據(jù)節(jié)能光源負(fù)載，確認(rèn)所需太陽(yáng)能光伏電池容量和安裝面積。集中可控太陽(yáng)能發(fā)電照明系統(tǒng)主要部件都組裝在太陽(yáng)能光伏電池列陣下面的控制箱內(nèi)，只有通過(guò)燈具線(xiàn)纜與節(jié)能光源連接 。

1.高效照明，節(jié)能降耗

集中可控太陽(yáng)能發(fā)電照明系統(tǒng)的光源采用大功率的LED，具有功耗低、壽命長(zhǎng)、光效高、反應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，可在高頻下使用，也可任意控制其功耗和亮度而不影響其壽命。

一般5W的LED相當(dāng)于25W白熾燈的照明量。LED具有明顯的節(jié)能降耗效果，且節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

2.環(huán)保

傳統(tǒng)光源的白熾燈泡耗電高、易破碎，日光燈的廢棄照明物有汞污染問(wèn)題等缺點(diǎn)，而LED既無(wú)高溫高壓、又無(wú)有害物質(zhì)、不會(huì)爆裂，燈具上沒(méi)有電瓶，唯一的一套蓄電池電瓶也置于控制箱內(nèi)封閉保護(hù)，并且耐震、耐沖擊、不易破；整個(gè)集中可控太陽(yáng)能發(fā)電照明系統(tǒng)沒(méi)有驅(qū)動(dòng)部件，不產(chǎn)生噪音，沒(méi)有污染，是一種典型綠色照明設(shè)備。

3.便于管理，維護(hù)保養(yǎng)方便

(1) 集中可控太陽(yáng)能發(fā)電照明系統(tǒng)的主要部件，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，設(shè)計(jì)時(shí)可集中放置于控制箱內(nèi)，防水、防潮、防腐，維護(hù)、管理點(diǎn)集中，維護(hù)費(fèi)用低；也可分散，靈活安裝在管理方便的地方。例如住宅小區(qū)的庭院燈、草坪燈的控制，可將門(mén)衛(wèi)室作為控制箱，方便值班人員24h管理，維修保養(yǎng)檢測(cè)都在同一地點(diǎn)。

(2) 太陽(yáng)能發(fā)電照明系統(tǒng)(單燈控制)需要定時(shí)單獨(dú)檢查太陽(yáng)能光伏電池的表面有無(wú)破損，有無(wú)污物。若要進(jìn)行清除太陽(yáng)能光伏電池板上的污物或灰塵，費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，空中作業(yè)，工作環(huán)境危險(xiǎn)。而集中可控太陽(yáng)能發(fā)電照明系統(tǒng)可集中一次性清除。

4.使用安全，運(yùn)行可靠

(1)太陽(yáng)能發(fā)電的電壓只有15V以下，直流低壓，對(duì)線(xiàn)纜帶電操作也不會(huì)造成事故。

(2) LED壽命在50000h以上，按每天使用10h，壽命也在12年以上，壽命期內(nèi)無(wú)須更換光源。

5.應(yīng)用范圍廣，無(wú)場(chǎng)地限制

可在任意需要普通照明的場(chǎng)合使用集中可控太陽(yáng)能發(fā)電照明系統(tǒng)，可根據(jù)需要擴(kuò)大照明規(guī)模，且燈具外形可任意設(shè)計(jì)，不受太陽(yáng)能光伏電池限制。

集中可控太陽(yáng)能發(fā)電照明系統(tǒng)為太陽(yáng)能照明系統(tǒng)開(kāi)辟了一個(gè)新的發(fā)展方向，可以節(jié)能降耗，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，有利于環(huán)境保護(hù) 。2100433B

分散型太陽(yáng)能電站發(fā)電與傳統(tǒng)集中式太陽(yáng)能發(fā)電站的工作原理一致，都是利用太陽(yáng)能電池的光生伏特效應(yīng)。

太陽(yáng)能電池是一對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種，如：?jiǎn)尉Ч?，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，現(xiàn)以晶體硅為例描述光發(fā)電過(guò)程。P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅，形成P－N結(jié)。

當(dāng)光線(xiàn)照射太陽(yáng)能電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了躍遷，成為自由電子在P－N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。

這個(gè)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。

業(yè)內(nèi)分析人認(rèn)為，在小型可再生能源系統(tǒng)輔助公共事業(yè)規(guī)模的配置增加中，分散型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)作為可再生分散型的能源發(fā)電設(shè)備，今后亦會(huì)繼續(xù)成為主流。2010年，100個(gè)以上國(guó)家追加了太陽(yáng)能發(fā)電的發(fā)電能力。

分散型太陽(yáng)能發(fā)電市場(chǎng)的大半都為住宅及商業(yè)設(shè)施用的系統(tǒng)聯(lián)系PV系統(tǒng)。太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備的設(shè)置費(fèi)用繼續(xù)降低，終端用戶(hù)的需求上升已成為其背景。

此系統(tǒng)的需求集中在德國(guó)、意大利、法國(guó)、捷克共和國(guó)、美國(guó)（加利福尼亞主導(dǎo)）及加拿大（安大略主導(dǎo)）等導(dǎo)入獎(jiǎng)勵(lì)策略的地區(qū)。經(jīng)濟(jì)成長(zhǎng)中的中國(guó)及印度，人口眾多導(dǎo)致無(wú)法穩(wěn)定供給電力，故預(yù)測(cè)有很大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。 2100433B

電力之初是分散的、小型的。經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)化時(shí)代規(guī)模效益的追求,大容量高參數(shù)機(jī)組的中心電站、超高壓遠(yuǎn)距離輸電、大電網(wǎng)互聯(lián)集中供電方式是工業(yè)化過(guò)程中電力工業(yè)走過(guò)的路,也是電能生產(chǎn)、輸送和分配的主要方式。但是它在適應(yīng)負(fù)荷變化的靈活性(電力難以?xún)?chǔ)存)與供電安全性方面都存在一些弊端。在近年來(lái)屢屢發(fā)生的能源危機(jī)、電力危機(jī)與大面積停電事故中,已暴露出現(xiàn)有的龐大電力系統(tǒng)存在“笨拙”而又“脆弱”的缺點(diǎn)。

能源是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),而傳統(tǒng)能源的大量消耗必然導(dǎo)致局域性或全局性的空氣污染,因此可再生能源得到迅速發(fā)展,我國(guó)自2006年1月1日實(shí)施《可再生能源法》后,各地也都在大力開(kāi)發(fā)利用可再生能源,特別是風(fēng)能和太陽(yáng)能。這些可再生能源的開(kāi)發(fā)利用主要有兩種形式:一種是大功率的直接并網(wǎng)發(fā)電(如600kW以上的風(fēng)力發(fā)電和100kW以上的太陽(yáng)能發(fā)電),它不涉及到負(fù)荷;另一種是小型或微型的獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)(500W或以下的風(fēng)光互補(bǔ)路燈、景觀照明等),它一般給單獨(dú)的電器供電。

隨著社會(huì)民眾環(huán)保意識(shí)的覺(jué)醒，太陽(yáng)能電站邁向千家萬(wàn)戶(hù)的趨勢(shì)日益火爆，光伏產(chǎn)業(yè)除了能源轉(zhuǎn)型的主力軍身份之外，更是越來(lái)越多的被社會(huì)普通民眾所認(rèn)可，以分布式為主要模式的全民光伏的時(shí)代正在開(kāi)啟。無(wú)論是新進(jìn)入光伏行業(yè)的圈外人，還是由大型地面電站轉(zhuǎn)向分布式領(lǐng)域的資深開(kāi)發(fā)商，分散型太陽(yáng)能發(fā)電都是一個(gè)全新的領(lǐng)域。