1、小型太阳能供电系统(Small DC)
该系统的特点是系统中只有直流负载而且负载功率比较小,整个系统结构简单,操作简便。其主要用途是一般的户用系统,负载为各种民用的直流产品以及相关的娱乐设备。如在我国西北边远地区就大面积推广使用了这种类型的光伏系统,负载为直流节能灯、收录机和电视机等,用来解决无电地区家庭的基本照明问题。
2 简单直流系统(Simple DC)
该系统的特点是系统负载为直流负载而且对负载的使用时间没有特别的要求,负载主要是在白天使用,所以系统中没有使用蓄电池,也不需要使用控制器。系统结构简单,直接使用太阳能太阳电池组件给负载供电,省去了能量在蓄电池中的储存和释放过程所造成的损失,以及控制器中的能量损失,提高了太阳能的利用效率。其常用于光伏水泵系统、一些白天临时设备用电和旅游设施中。
上图显示的就是一个简单直流的光伏水泵系统。这种系统在发展中国家的无纯净自来水供饮地区得到了广泛的应用,产生了良好的社会效益。
3 大型太阳能供电系统(Large DC)
与上述两种光伏系统相比,这种光伏系统仍适用于直流电源系统,但是这种太阳能光伏系统的负载功率较大,为了保证可靠地给负载提供稳定的电力供应,其相应的系统规模也较大,需要配备较大的太阳能太阳电池组件阵列和较大的蓄电池组,常应用于通信、遥测、监测设备电源,农村的集中供电站,航 标灯塔、路灯等领域。我国在西部地区实施的“光明工程”中,一些无电地区建设的部分乡村光伏电站就是采用这种形式;中国移动和中国联通公司在偏僻无电网地区建设的通信基站也采用了这种光伏系统供电。
4.交流、直流供电系统(AC/DC)
与上述的三种太阳能光伏系统不同的是,这种光伏系统能够同时为直流和交流负载提供电力,在系统结构上比上述三种系统多了逆变器,用于将直流电转换为交流电以满足交流负载的需求。通常这种系统的负载耗电量也比较大,从而系统的规模也较大。在一些同时具有交流和直流负载的通讯基站和其它一些含有交、直流负载的光伏电站中得到应用。
5.并网系统(UtilityGridConnect)
这种太阳能光伏系统最大的特点就是光伏阵列产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入市电网络,并网系统中PV方阵所产生电力除了供给交流负载外,多余的电力反馈给电网。在阴雨天或夜晚,光伏阵列没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。因为直接将电能输入电网,免除配置蓄电池,省掉了蓄电池储能和释放的过程,可以充分利用PV方阵所发的电力从而减小了能量的损耗,并降低了系统的成本。但是系统中需要专用的并网逆变器,以保证输出的电力满足电网电力对电压,频率等指标的要求。因为逆变器效率的问题,还是会有部分的能量损失。这种系统通常能够并行使用市电和太阳能光伏组件阵列作为本地交流负载的电源。降低了整个系统的负载缺电率。而且并网PV系统可以对公用电网起到调峰作用。但是,并网光伏供电系统作为一种分散式发电系统,对传统的集中供电系统的电网会产生一些不良的影响,如谐波污染,孤岛效应等。
6.混合供电系统(Hybrid)
这种太阳能光伏系统中除了使用太阳能光伏组件阵列之外,还使用了油机作为备用电源。使用混合供电系统的目的就是为了综合利用各种发电技术的优点,避免各自的缺点。比方说,上述的几种独立光伏系统的优点是维护少,缺点是能量的输出依赖于天气,不稳定。综合使用柴油发电机和光伏阵列的混合供电系统和单一能源的独立系统相比就可以提供不依赖于天气的能源,它的优点是:
1.使用混合供电系统的还可以达到可再生能源的更好的利用。因为使用可再生能源的独立系统通常是按照最坏的情况进行设计,因为可再生能源是变化的,不稳定的,所以系统必须按照能量产生最少的时期进行设计。由于系统是按照最差的情况进行设计,所以在其他的时间,系统的容量是过大的。在太阳辐照最高峰时期产生的多余的能量没法使用而浪费了。整个独立系统的性能就因此而降低。如果最差月份的情况和其他月份差别很大,有可能导致浪费的能量等于甚至超过设计负载的需求。
2.具有较高的系统实用性。在独立系统中因为可再生能源的变化和不稳定会导致系统出现供电不能满足负载需求的情况,也就是存在负载缺电情况,使用混合系统则会大大的降低负载缺电率。
3.和单用柴油发电机的系统相比,具有较少的维护和使用较少的燃料。
4.较高的燃油效率。在低负荷的情况下,柴油机的燃油利用率很低,会造成燃油的浪费。在混合系统中可以进行综合控制使得柴油机在额定功率附近工作,从而提高燃油效率。
5.负载匹配更佳的灵活性。使用混合系统之后,因为柴油发电机可以即时提供较大的功率,所以混合系统可以适用于范围更加广泛的负载系统,例如可以使用较大的交流负载,冲击载荷等。还可以更好的匹配负载和系统的发电。只要在负载的高峰时期打开备用能源即可简单的办到。有时候,负载的大小决定了需要使用混合系统,大的负载需要很大的电流和很高的电压。如果只是使用太阳能成本就会很高。
1. The use of hybrid power supply system can also achieve better utilization of renewable energy. Because stand-alone systems using renewable energy are often designed for the worst-case scenario, and because renewable energy is variable and unstable, systems must be designed for periods when energy generation is minimal. Because the system is designed for the worst-case scenario, the capacity of the system is excessive at other times. Excess energy produced during the peak period of solar irradiation is unusable and wasted. The performance of the whole stand-alone system is degraded. If the worst months are very different from other months, it can lead to wasted energy equal to or even exceed the design load requirements.
2. High system practicability. In an independent system, the change and instability of renewable energy will lead to the situation that the power supply cannot meet the load demand, that is, there is a load power shortage, and the use of hybrid system will greatly reduce the load power shortage rate.
3. It requires less maintenance and uses less fuel than a system using only diesel generators.
4. High fuel efficiency. In the case of low load, diesel engine fuel efficiency is very low, which will cause fuel waste. In hybrid systems, integrated control can be performed to keep the diesel engine operating near rated power, thus improving fuel efficiency.
5. Better flexibility for load matching. With the hybrid system, the diesel generator can provide more power immediately, so the hybrid system can be applied to a wider range of load systems, such as the use of large AC loads, impact loads, etc. It can also better match the load with the generation of the system. This can be done simply by turning on backup power during peak load times. Sometimes, the size of the load dictates the use of hybrid systems, with large loads requiring large currents and high voltages. If you just use solar energy it's going to be very expensive.