什么是光伏發電系統？結構與類型介紹

1.什么是光伏發電系統

光伏發電系統是一種利用太陽能光伏電池半導體表面的光生伏效應，從而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能光伏電池。通過一個個太陽能光伏電池串聯或并聯后進行封裝保護可形成大面積的光伏組件，它可以產生更高的電壓、電流和功率。

2.光伏發電系統的結構組成

光伏發電系統通常由光伏方陣、蓄電池組(可選)、蓄電池控制器(可選)、逆變器、交流配電柜和太陽跟蹤控制系統等設備組成：高倍聚光光伏系統(HCPV)還包括聚光部分(通常為聚光透鏡或者反射鏡)。光伏發電系統各部分設備的作用如下：

(1)光伏方陣光伏方陣(PV Array)：稱光伏陣列，是由若干個光伏組件或光伏板按一定方式組裝在一起并且具有同定的支撐結構而構成的直流發電單元一在有光照(無論是太陽光，還是其他發光體產生的光照)的情況下，電池吸收光能，電池兩端出現異號電荷的積累，即產生光生電壓。這就是 光生伏特效應 。在光生伏特效應的作用下，太陽電池的兩端產生電動勢，將光能轉換成電能，完成能量轉換。

(2)蓄電池組(可選)：蓄電池組的作用是貯存太陽電池方陣受光照時發出的電能并可隨時向負載供電：太陽電池發電對所用的蓄電池組的基本要求是：1)自放電率低;2)使用壽命長;3)深放電能力強;4)充電效率高;5)少維護或免維護;6)工作溫度范同寬;7)價格低廉。

(3)蓄電池控制器(可選)：蓄電池控制器是能自動防止蓄電池過充電和過放電的設備。由于蓄電池的循環充放電次數及放電深度是決定蓄電池使用壽命的重要因素，因此能控制蓄電池組過充電或過放電的蓄電池控制器是必不可少的設備

(4)逆變器：逆變器是將直流電轉換成交流電的設備。當太陽電池和蓄電池是直流電源，而負載是交流負載時，逆變器是必不可少的逆變器按運行方式，可分為離網逆變器和并網逆變器。離網逆變器用于獨立運行的太陽電池發電系統，為負載供電。并網逆變器用于并網運行的太陽電池發電系統。逆變器按輸出波形可分為方波逆變器和正弦波逆變器方波逆變器的電路簡單，造價低，但諧波分量大，一般用于幾百瓦以下和對諧波要求不高的系統。正弦波逆變器成本高，但可以適用于各種負載。

(5)跟蹤系統：由于相對于某一個同定地點的太陽能光伏發電系統來說，一年四季、每天日升日落，太陽光照角度時時刻刻都在變化，只有太陽電池板能夠時刻正對太陽，發電效率才會達到最佳狀態。世界上通用的太陽跟蹤控制系統都需要根據安放點的經緯度等信息計算一年中的每一天的不同時刻太陽所在的角度，將一年中每個時刻的太陽位置存儲到PLC、單片機或電腦軟件中，也就是靠計算太陽位置以實現跟蹤采用的是電腦數據理論。需要地球經緯度地區的數據和設定，一旦安裝，就不便移動或裝拆，每次移動完就必須重新設定數據和調整各個參數。

3.光伏發電系統的主要類型

光伏發電系統分為獨立光伏發電系統、并網光伏發電系統及分布式光伏發電系統。

(1)獨立光伏發電系統

獨立光伏發電也叫離網光伏發電。主要由太陽電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負載供電，還需要配置交流逆變器，獨立光伏電站包括邊遠地區的村莊供電系統、太陽能戶用電源系統、通信信號電源、陰極保護、太陽能路燈等各種帶有蓄電池的可以獨立運行的光伏發電系統。

(2)并網光伏發電系統

并網光伏發電就是太陽能組件產生的直流電經過并網逆變器轉換成符合市電電網要求的交流電之后直接接入公共電網?？梢苑譃閹铍姵氐牟⒕W光伏發電系統和不帶蓄電池的并網光伏發電系統，帶有蓄電池的并網光伏發電系統具有可調度性，可以根據需要并入或退出電網，還具有備用電源的功能，當電網因故停電時可緊急供電;帶有蓄電池的光伏并網發電系統常常安裝在居民建筑;不帶蓄電池的并網光伏發電系統不具備可調度性和備用電源的功能，一般安裝在較大型的系統上。

(3)分布式光伏發電系統

分布式光伏發電是指近于用戶端的小型發電系統，不存在大規模的輸電線路，包含配電網的并網和離網兩種光伏發電系統，與低壓配電網(電壓等級 230/400V)并網和與中壓配電網(電壓等級10kV、35kV)并網的光伏發電系統一律為分布式光伏發電。

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