水电站发电和光伏发电有各自的特点, 水力资源每年都存在丰水和枯水的周期性变化; 太阳能光伏发电受昼夜 变化的影响,以及每年春夏秋冬季节变换的影响。水光发电各有所长,各有所短,而各自的长处和短处正好形成互补从而获得发电效率的最大化。本文简要介绍了水光互补一体化发电系统硬件设备的水电站的一次设备、自动化设备、光伏组件(太阳能电池板)等内容。
【水电站的一次设备】
水轮发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、避雷器、电压互感器、电流互感器等组成。
【水电站的自动化设备】
(1)上位机及网络系统
如果要实现水电站和光伏电站完全无人值班,需要在合适的地方建设"远程监控中心"及架设(或租用)远程光纤通信通道;需增加"远动通信屏" ,并且水电站与光伏电站内部采用双星型以太网。
(2)水机自动化控制( LCU)屏
(3)开关站及公用系统控制( LCU)屏
(4)发电机、变压器、线路等监控保护屏
(5) 闸门控制( LCU)屏
(6)同期屏(含自动准同期及手动同期)
(7)测温控制屏
(8)全电子式电度计量屏
(9)直流电源屏
(10)站用交流屏
(11)水电站自动化元件
(12)微机励磁系统
(13)微机调速器
【光伏组件(太阳能电池板)】
单体太阳能电池不能直接做电源使用。 做电源必须将若干单体电池串、并联连接 和严密封装成组件。太阳能电池组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的 核心部分,也是太阳能发电系统中最重要 的部分。其作用是将太阳能转化为直流电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。
单晶硅太阳能电池
单晶硅太阳能电池的光 电转换效率为18%左右,最 高的达到24%,这是目前所 有种类的太阳能电池中光电 转换效率最高的,但制作成 本高,以致于它还不能被大 量广泛和普遍地使用。由于 单晶硅一般采用钢化玻璃以 及防水树脂进行封装,因此 其坚固耐用,使用寿命25年。
多晶硅太阳能电池
多晶硅太阳电池的制 作工艺与单晶硅太阳电池 差不多,其光电转换效率 比后者稍低,大约在 15%~18%之间。从制作 成本上来讲,比单晶硅太 阳能电池要低很多,使用 寿命长,可以保证25年以 上的使用寿命,具有较好 的性价比,因此得到大量应用。
非晶硅太阳能薄膜电池
非晶硅太阳能电池是1976年 出现的新型薄膜式太阳能电池, 它与单晶硅和多晶硅太阳能电池 的制作方法完全不同,工艺过程 大大简化,硅材料消耗很少,电 耗更低,它的主要优点是在弱光 条件也能发电。但非晶硅太阳电 池存在的主要问题是光电转换效 率偏低,国际先进水平为10%左 右,工业化成品一般在6%左右, 且不够稳定,随着时间的延长, 其转换效率衰减明显。
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