混合太阳能光伏发电系统

通常在离网情况下，将一种或几种发电方式同时引入光伏系统中，联合向负载供电的系统称为混合光伏系统。

1.  光伏/柴油机混合发电系统

由于目前光伏系统的价格较高，如果完全用光伏发电来满足较大负载用电的需求，离网光伏系统必须在冬天很差的天气条件下也能支持负载运行，这就要配备容量相当大的太阳电池方阵和蓄电池。然而在夏天太阳辐射量大时，多余的电力只能浪费掉。为了解决这个矛盾，可以配置柴油发电机作为备用电源，平时由光伏系统供电，冬天太阳辐射量不足时启动柴油发电机供电，这样往往可以节省投资。当然这需要具备一定条件，如当地的冬天与夏天太阳辐照量相差很大，能够配备柴油机等设备，而且可以保证柴油的可靠供应，还要有操作和维护柴油发电机的技术人员等。

2.  风力/光伏混合发电系统

风能和太阳能都具有能量密度低，稳定性差的弱点，并受到地理分布、季节变化、昼夜交替等影响。然而，太阳能与风能在时间上和地域上都有一定的互补性，白天太阳光较强时，风较小；黄昏太阳下山后，光照很弱，由于地表温差变化大而风力加强。夏季，太阳辐照强度大而风小；冬季，太阳辐照强度弱而风大。太阳能发电平稳可靠，但目前成本较高，而风力发电成本较低，但随机性大，供电可靠性差。如将两者结合起来，就能够取长补短，达到既能实现昼夜供电，又能降低成本的目的。当然由于光伏和风力发电各有其特点，在系统设计时要充分掌握气象资料，进行仔细的优化设计，才能取得良好的使用效果。这类系统也常用来为路灯供电。

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太阳能光伏发电系统的错配效应

错配损耗是由互相连接的电池或组件，因为性能不相同或者工作条件不同造成的。在工作条件相同的情况下，错配损耗是由其性能不相同造成的，这是一个相当严重的问题，因为整个光伏模组的输出是取决于那个表现较差光伏电池的输出。例如，在一个模组中有一块电池片被阴影遮住，则其他工作正常的电池所产生的电能，大部分将被阴影遮挡的电池所抵消。反过来还可能会导致电能的严重损失，由此产生的局部加热也可能引起模组致命的损害。模组局部被阴影遮住是引起光伏组件错配的主要原因。

当模组中的一个光伏电池的参数与其他的明显不同时，错配现象就会发生。由错配造成的影响和电能损失大小取决于：

1.  光伏模组的工作地点；

2.  电路的结构布局；

3.  受影响电池的参数。

一个电池与其余电池在I-U曲线的上任何一处的差异都将引起错配损耗。尽管错配现象可能是由电池参数引起的，但是严重的错配通常都是由短路电流或开路电压的差异所造成的。错配影响力的大小还取决于电路的结构和错配的类型，严重的错配差异存在于电池处于反向偏压的时候。

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如何确定太阳能光伏方阵的理想倾角？

对于离网光伏发电系统，情况比较复杂，早期有些文献提出以当地设计月份（指水平面上太阳辐照量较弱的月份，在北半球通常为12月）得到较大太阳辐照量所对应的角度作为方阵的倾角。其实这是不恰当的，因为这样往往会使夏天时方阵面上接收到的太阳辐照量削弱太多。

也有些文献提出光伏方阵的安装倾角等于当地纬度，或当地纬度加上5°～15°。实际上，即使纬度相同的两个地方，其太阳辐照量及其组成也往往相差很大，如我国的拉萨和重庆地区纬度基本相同（仅差0.05°），而水平面上的太阳辐照量却要相差一倍以上。

确定离网光伏发电系统方阵的理想倾角，首先要区分不同类型负载的情况。

均衡性负载供电的独立光伏发电系统方阵的理想倾角，要综合考虑方阵面上接收到太阳辐照量的均衡性和极大性等因素，经过反复计算，在满足负载用电要求的条件下，比较各种不同倾角所需配置的光伏方阵和蓄电池容量的大小，之后才能得到既符合要求的蓄电池维持天数及又能使所配置的光伏方阵容量较小所对应的方阵倾角。计算发现，即使其他条件都一样，由于倾角不同，各个月份方阵面上太阳辐照量的分布情况各异，对于不同的蓄电池维持天数，要求的系统累计亏欠量不一样，其相应的方阵理想倾角也不一定相同。

对于季节性负载，非常典型的是光控太阳能照明系统，这类系统的负载每天工作时间时间随着季节而变化，其特点是以自然光线的强弱来决定负载工作时间的长短。冬天时负载耗电量大，因此设计时要重点考虑冬季，使方阵面上在冬季得到的辐照量趋大，所以所对应的理想倾角应该比为均衡性负载供电方阵的倾角大。

总之，方阵安装倾角总的规律是：对于同一地点，并网光伏发电系统的方阵倾角较小，其次是为均衡负载供电的离网光伏发电系统，而为光控负载供电的离网光伏发电系统，冬天耗电量大，通常方阵的合理倾角也比较大。

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