什么是光伏发电系统？结构与类型介绍

1.什么是光伏发电系统

光伏发电系统是一种利用太阳能光伏电池半导体表面的光生伏效应，从而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能光伏电池。通过一个个太阳能光伏电池串联或并联后进行封装保护可形成大面积的光伏组件，它可以产生更高的电压、电流和功率。

2.光伏发电系统的结构组成

光伏发电系统通常由光伏方阵、蓄电池组(可选)、蓄电池控制器(可选)、逆变器、交流配电柜和太阳跟踪控制系统等设备组成：高倍聚光光伏系统(HCPV)还包括聚光部分(通常为聚光透镜或者反射镜)。光伏发电系统各部分设备的作用如下：

(1)光伏方阵光伏方阵(PV Array)：称光伏阵列，是由若干个光伏组件或光伏板按一定方式组装在一起并且具有同定的支撑结构而构成的直流发电单元一在有光照(无论是太阳光，还是其他发光体产生的光照)的情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累，即产生光生电压。这就是 光生伏特效应 。在光生伏特效应的作用下，太阳电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，完成能量转换。

(2)蓄电池组(可选)：蓄电池组的作用是贮存太阳电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电：太阳电池发电对所用的蓄电池组的基本要求是：1)自放电率低;2)使用寿命长;3)深放电能力强;4)充电效率高;5)少维护或免维护;6)工作温度范同宽;7)价格低廉。

(3)蓄电池控制器(可选)：蓄电池控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的蓄电池控制器是必不可少的设备

(4)逆变器：逆变器是将直流电转换成交流电的设备。当太阳电池和蓄电池是直流电源，而负载是交流负载时，逆变器是必不可少的逆变器按运行方式，可分为离网逆变器和并网逆变器。离网逆变器用于独立运行的太阳电池发电系统，为负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳电池发电系统。逆变器按输出波形可分为方波逆变器和正弦波逆变器方波逆变器的电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。

(5)跟踪系统：由于相对于某一个同定地点的太阳能光伏发电系统来说，一年四季、每天日升日落，太阳光照角度时时刻刻都在变化，只有太阳电池板能够时刻正对太阳，发电效率才会达到最佳状态。世界上通用的太阳跟踪控制系统都需要根据安放点的经纬度等信息计算一年中的每一天的不同时刻太阳所在的角度，将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中，也就是靠计算太阳位置以实现跟踪采用的是电脑数据理论。需要地球经纬度地区的数据和设定，一旦安装，就不便移动或装拆，每次移动完就必须重新设定数据和调整各个参数。

3.光伏发电系统的主要类型

光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统及分布式光伏发电系统。

(1)独立光伏发电系统

独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器，独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统、太阳能户用电源系统、通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。

(2)并网光伏发电系统

并网光伏发电就是太阳能组件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公共电网。可以分为带蓄电池的并网光伏发电系统和不带蓄电池的并网光伏发电系统，带有蓄电池的并网光伏发电系统具有可调度性，可以根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功能，当电网因故停电时可紧急供电;带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑;不带蓄电池的并网光伏发电系统不具备可调度性和备用电源的功能，一般安装在较大型的系统上。

(3)分布式光伏发电系统

分布式光伏发电是指近于用户端的小型发电系统，不存在大规模的输电线路，包含配电网的并网和离网两种光伏发电系统，与低压配电网(电压等级 230/400V)并网和与中压配电网(电压等级10kV、35kV)并网的光伏发电系统一律为分布式光伏发电。

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