光伏跟踪支架的几种供电方式简介
发布时间:2023-01-16       来源:      点击:19
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为了应对全球气候变化,世界各国政府都在寻求绿色能源。中国政府在2021年确立的双碳目标,即到2030年,经济社会发展全面绿色转型取得显著成效,重点耗能行业能源利用效率达到国际先进水平;到2060年,绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立,能源利用效率达到国际先进水平,非化石能源消费比重达到80%以上。太阳能发电具备绿色、低碳、可持续的特点,已经成为全球新能源发展方向的重要选择之一。

伴随着光伏补贴退坡、并网电价不断优化的现实压力,光伏业界一直在努力寻找各种方法去增加发电量,增加项目利润,其中采用光伏跟踪支架是目前找到的重要方法之一。相比于固定支架,采用跟踪支架,能够让光伏组件的方向根据光照情况进行调整,减少组件与太阳直射光之间的夹角,获取更多太阳辐照,提高发电效率,增加发电量,增加项目利润。

光伏跟踪支架需要转动机构,根据需要将支架转至最合适的方向,转动机构通常是由电机和减速装置组成的,电机的转动则由控制板管理。本文主要介绍目前光伏跟踪支架采用的几种供电方式,以及冠图电子专门针对这几种供电方案而开发的电源产品。

光伏跟踪支架的供电方式主要有以下五种,如表1

1 五种光伏跟踪支架供电方式

序号

供电类型

功率

锂电池组

供电来源

供电方式1

低压AC/DC

大功率

不配置

交流市电供电

供电方式2

高压AC/DC

大功率

不配置

升压并网工频变压器低压侧取电

供电方式3

低压DC/DC

小功率

配置

从独立低压光伏小组件取电

供电方式4

高压DC/DC

小功率

配置

从高压光伏发电组件取电

供电方式5

高压DC/DC

大功率

配置

从高压光伏发电组件取电

 

供电方式1

光伏跟踪支架的控制箱由交流市电供电,输入电压范围一般为85~264VAC,全球网压。通常采用普通AC/DC电源进行电压转换,给控制板和电机供电,如图1所示。

图片1.png 

1 交流市电供电方式

此供电方式最大的优点是能直接使用应用极其广泛的普通工业电源,缺点是必须有市电。而大型光伏电站通常远离居民定居点,位于荒郊野外,甚至沙漠高山,往往没有市电,而敷设电网的成本很高。

 

供电方式2

针对野外没有市电的缺点,供电方式2采用高压交流供电。即从升压并网变压器的低压侧(通常为800VAC)取电,采用高压AC/DC电源进行电压转换,如图2所示。

图片2.png 

2 高压交流供电方式

跟供电方式1相比,优点是不用增加工频降压变压器去获取市电,缺点是需要定制高压输入AC/DC电源。

 

供电方式3

如图3所示,采用一块独立小型光伏板,获取低压直流电。由于小型光伏板的功率比较小(不能直接驱动电机),以及不能保证全天候供电,需要配置电池组(通常是锂电池组)。

图片3.png 

3 小组件光伏板取电

此供电方式最大的优点是能用非隔离低压DC/DC电源,电路简单。主要缺点是需要单独配置小组件光伏板,占用额外空间。另外,锂电池组存在寿命问题,在整个电站寿命期间,可能需要更换几次。

 

供电方式4

在大型光伏发电站,如果能够直接从高压光伏组串取电,无需像供电方式12那样敷设大量线缆,也不用像供电方式3那样额外增加小组件光伏板。如图4所示,光伏发电组串高压直流电(通常为300-1500VDC)经过高压DC/DC电源的转换后,给控制板和锂电池组供电。

图片4.png 

4 小功率高压光伏发电组件取电方式

由于这种供电方式就地取电,美观大方。并且由于是从高压组串取电,微弱的阳光就能提供电源所需要的功率。不会像供电方式3那样,需要有足够的阳光,小组件光伏板才能为后级电路提供能量。

针对这种供电方式,冠图电子开发出多个系列电源,如GH25-V2Sxx-SGH50-V2Sxx-S-UL等,额定功率分别为25W50W,输出电压为24/28/32/48VDC等(可定制输出电压)。

 

供电方式5

与供电方式4类似,只是高压DC/DC电源的功率更大,电源能够直接驱动电机,锂电池组只是单纯作为备份使用。

图片5.png 

5 小功率高压光伏发电组件取电方式

针对这种供电方式,冠图电子开发出多个系列产品:GH150-V3SxxK-SGH350-V4SxxU-S等,额定功率分别为150W350W,输出电压为24/28/32/48VDC等(可定制输出电压)。

 

上述5种供电方式,各有优缺点。供电方式12,都是交流供电,需要敷设大量电缆,最大的优点是没有锂电池组,不受电池寿命影响。供电方式345,都是就地取电,但是需要配置锂电池组。

在光伏跟踪支架应用领域,电机是间歇性转动的,比如转10秒停10分钟。对于供电方式34,在电机停转期间,锂电池能及时补充耗能,相当于一直都是处于浅充浅放的使用状态,非常利于延长其寿命。对于供电方式5,由于锂电池组仅作为备份使用,可能长期处于满电状态,反而不是很好,因为锂电池满电长期存放存在弊端:增加安全隐患和加速电池老化。因此在控制策略中,最好能有充放电管理,以便延长电池的寿命。




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