光伏发电系统介绍

光伏发电系统分为：并网光伏系统、独立光伏系统。

并网光伏发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。

通过光伏组件将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。

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。

据预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体2010年我国太阳能电池组件产量上升到10GW，占世界产量的45%，连续4年太阳能电池产量居世界第一。

但薄膜电池产量还很小，硅基薄膜电池产业化技术尚未成熟。

我国2010年新增光伏发电装机500MW，累计达到900MW，居世界前十。

同时为营造光伏市场，我国政府也采取了一系列的政策措施，主要包括财政补贴和上网电价补贴政策。

在市场需求的拉动下，我国的光伏产业链规模已经形成。

无论是装备制造，还是配套的辅料生产，国产化进程都在加速。

此外，我国已经掌握了产业链的各个环节中的关键技术，并在不断地创新和发展。

在光伏产业链中，实际产能的多晶硅生产商总数有20～30家，60多家硅片企业，60多家电池企业，330多家组件企业，国内外上市的光伏公司有30家左右，行业年产值超过3 000多亿元，进出口额220亿美元，就业人数30万人。

基于目前的发展情况，我国光伏产业发展中存在的主要问题从制造业与市场环节两个方面进行了归纳总结。

从制造业这一方面来看，我国光伏研发投入不够，没强有力的技术支撑能力，存在为了追求利润盲目扩张落后产能、重复建设的现象，以及缺乏可持续和清洁发展理念，让原本是清洁能源产业背负了高耗能、高污染的骂名。

从市场的角度来看，尽管我国的光伏产业链已经逐步形成，但由于缺少市场发展的支撑，即长期的发展目标，难以使其规模进一步增长，并突破成本瓶颈。

光伏发电原理及发电系统简介光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应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电池。

太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

一、光伏效应如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子-空穴对。

界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。

电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。

通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。

此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。

对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5~0.6V。

通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多，电流越大。

界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。

二、原理太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。

这就是光电效应太阳能电池的工作原理。

太阳能发电有两种方式，一种是光-热-电转换方式，另一种是光-电直接转换方式。

(1)光-热-电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。

前一个过程是光-热转换过程;后一个过程是热-电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍。

(2)光-电直接转换方式该方式是利用光伏效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光-电转换的基本装置就是太阳能电池。

太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。

当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。

一、光伏发电系统光伏发电系统是利用太阳能组件和配套电气设备将太阳能转换成所需要电能的发电系统。

当光线照射到太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收，使电子发生了跃迁，成为自由电子，该自由电子在PN结两侧聚集形成电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的功率输出。

该过程的实质是光子能量转换成电能的过程。

二、光伏发电系统的分类分布式光伏发电系统主要分为并网光伏发电系统和离网光伏发电系统。

并网发电系统又分为集中式光伏发电系统和分布式光伏发电系统。

三、集中式光伏电站系统集中式光伏发电系统规模较大，安装集中，整体升压输送到电网。

建设地点主要是荒山荒坡、滩涂、戈壁、鱼塘等地。

集中式光伏发电系统主要由光伏组件、直流汇流箱、并网逆变器、交流配电柜、光伏支架、监控系统、电缆等部分组成。

1、系统主要组成部件：光伏组件太阳电池组件—实用型功率系统的基本单元，是光伏系统的主要组成部分。

为使太阳电池在工程中应用，对硅电池片进行电气连接及结构集成和封装成“太阳电池组件”（简称“组件”）。

主要分为：单晶组件、多晶组件、薄膜组件。

2、系统主要部件：光伏逆变器将直流电转换成交流电，是光伏系统的最主要电气设备。

主要分为并网逆变器、离网逆变器、组合型逆变器。

并网逆变器又包括：微型逆变器、组串型逆变器、集中型逆变器。

3、系统主要部件：配电设备直流设备：主要用于对光伏组件串直流电缆进行汇流，再与并网逆变器或直流配电柜连接。

交流设备：将若干个光伏逆变器并联接入交流配电柜，在交流配电柜内汇流后输出。

功能：主要保护光伏系统运行安全以及将线缆整合，避免线路交叉。

4、系统主要部件：支架系统作为光伏阵列的支撑部分，连接基础与光伏组件; 将光伏组件按照设计的规定分为若干个方阵。

5、系统主要部件：监控系统光伏发电监控系统可对太阳能光伏电站里的电池阵列、汇流箱、逆变器、交直流配电柜、等设备进行实时监控和控制，通过各种样式的图表及数据快速掌握电站的运行情况，其友好的用户界面、强大的分析功能、完善的故障报警确保了光伏电站的完全可靠和稳定运行。

光伏发电系统光伏发电系统是将太阳能转换成电能的发电系统，利用的是光生伏打效应。

光伏发电系统分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统。

独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式，典型特征为需要蓄电池来存储夜晚用电的能量。

独立太阳能光伏发电在民用范围内主要用于边远的乡村，如家庭系统、村级太阳能光伏电站；在工业范围内主要用于电讯、卫星广播电视、太阳能水泵，在具备风力发电和小水电的地区还可以组成混合发电系统，如风力发电/太阳能发电互补系统等。

并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电连接到国家电网的发电的方式，成为电网的补充，典型特征为不需要蓄电池。

民用太阳能光伏发电多以家庭为单位，商业用途主要为企业、政府大楼、公共设施、安全设施、夜景美化景观照明系统等的供电，工业用途如太阳能农场。

太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）和太阳跟踪控制系统组成。

如输出电源为交流220V或 110V，还需要配置逆变器。

各部分的作用为：太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。

其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。

太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。

在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。

其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。

蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。

其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

逆变器：在很多场合，都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。

由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。

为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。

光伏系统基础知识一、概要当我们谈论光伏系统时，我们是在谈论利用太阳能转换为我们生活所需的电力的系统。

光伏系统简单说，就是太阳能发电的装置。

你可能会好奇，这个神奇的系统是如何工作的？它有哪些重要的部分？又有什么是需要注意的？别急让我们来一起探索一下光伏系统的奇妙世界吧！从基础的入门知识开始，让我们一起领略太阳能的魅力，为绿色地球出一份微薄之力。

跟着我让我们轻松理解光伏系统的基础知识！1. 光伏系统的定义和重要性光伏系统就是我们通常说的太阳能发电系统，它是利用太阳能转换成电能的装置。

听起来好像很复杂，但其实它的原理很简单。

就是那些闪闪发光的太阳能板，它们能够接收太阳的光，然后把光转化成我们可以用的电。

这个过程就像是把太阳光变成我们家里的灯光一样，是个神奇的转化过程。

光伏系统的出现和使用对我们人类来说非常重要，你知道为什么吗？因为我们一直在寻找一种清洁、可再生的能源来替代那些会造成污染的能源。

煤炭和石油是我们目前使用最多的能源，但它们产生的废气会污染我们的空气和环境。

而太阳能是一种永远不会耗尽的能源，它清洁、无污染，而且取之不尽用之不竭。

所以光伏系统的出现，对我们来说，真的是个很棒的消息。

它不仅能帮助我们减少对环境的污染，还能让我们的能源更加可持续，更好地守护我们的地球家园。

我们真的可以好好利用这个神奇的系统，为我们的未来创造一个更好的环境。

2. 光伏技术的发展历程及现状好的接下来为您编写《光伏系统基础知识》中关于“光伏技术的发展历程及现状”的部分。

说起光伏技术，其实它的发展历史可是相当悠久了。

早在很久之前，人们就发现了某些物质在光照下能够产生电流的特性，也就是我们现在说的光伏效应。

不过真正让这项技术飞速发展起来，还是在最近几十年里。

从一开始的探索研究到逐步实际应用，再到现在的大规模的商业化生产，光伏技术可以说是日新月异，发展势头非常迅猛。

目前全球都在大力推广清洁能源，光伏技术可谓是站在了风口上。

随着技术的进步，光伏电池的效率不断提高，成本却不断降低，这让更多的人和企业开始使用光伏发电。

光伏发电系统太阳能光伏发电系统是利用太阳能转换为电能的一种能源利用方式。

随着科技的发展，太阳能已经成为人类能源利用的首选之一，因为它不会对环境造成污染，也不会消耗地球上的资源。

光伏发电系统是将太阳能进行有效转换的一种技术，可以为整个社会提供清洁的电能，对保护生态环境和经济发展都有着重要的影响。

我国已经形成了完整的太阳能电池组件的生产供应链，具有竞争优势的中国品牌也已经出口至全球各地。

光伏发电系统一般由太阳能电池、控制器、蓄电池以及逆变器等组成。

根据和电网是否连接的状态，可以将光伏发电系统划分为独立式和并网式两种发电方式。

独立式主要应用于农村民用，满足于用电需求量较少或偏远地区，而并网式则可以补充我国电能不足，为工业和经济发展提供基础保障。

我国一直在大力发展清洁能源，多种清洁能源发电方式的年发电量在总发电量中所占的比例越来越大。

根据光伏发电系统的结构形式和区域范围的不同，可以将其分为独立发电系统、微网发电系统和并网发电系统三种。

独立发电系统是为单个用户提供供电的系统，微网发电系统是一个较小的连网系统，而并网发电系统则是和整个电网系统进行统一连接，实现互补。

这些不同类型的光伏发电系统可以满足不同的用电需求，为人们的生产和生活提供清洁的电能。

1) 离网光伏蓄电系统是一种简单、适应性强的系统，能够在不同环境下发挥良好的作用。

然而，由于所使用的蓄电池较大，安装和搬运不便，且维护难度较大，因此限制了其使用范围。

2) 光伏并网发电系统的发电量取决于太阳光能辐射，因此会受到太阳照射角度和昼夜变化的影响而波动。

如果仅依靠自身的电量储存很可能无法满足用电需求，需要通过市电购电。

当电能充裕且用电需求量不大时，可以将多余的电力卖出，实现更好的经济效益。

3) A、B两种系统可以结合成混合系统，根据电网的电价来调整发电方案，实现更高的经济效益。

但是该系统必须形成一定规模，造价较高，运行成本难以控制。

1.3 太阳能光伏发电系统1.3.1 太阳能光伏发电系统的工作原理太阳能发电利用电池组件的半导体界面光生伏特效应将光能转换成电能。

太阳能光伏发电系统的分类与介绍光伏系统定义：光伏系统是利用太阳电池组件和其他辅助设备将太阳能转换成电能的系统。

太阳能光伏系统的分类与介绍一般我们将光伏系统分为独立系统、并网系统和混合系统。

如果根据太阳能光伏系统的应用形式，应用规模和负载的类型，对光伏供电系统进行比较细致的划分。

还可以将光伏系统细分为如下六种类型：小型太阳能供电系统（Smal lDC）;简单直流系统（SimpleDC）;大型太阳能供电系统（LargeDC）;交流、直流供电系统（AC/DC）;并网系统（Util ityGridConnect）;混合供电系统（Hybrid）;并网混合系统。

下面就每种系统的工作原理和特点进行说明。

1.小型太阳能供电系统（SmallDC）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家庭户用系统，各种民用的直流产品以及相关的娱乐设备。

如在我国西部地区就大面积推广使用了这种类型的光伏系统，负载为直流灯，用来解决无电地区的家庭照明问题。

2.简单直流系统（SimpleDC）该系统的特点是系统中的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，直接使用光伏组件给负载供电，省去了能量在蓄电池中的储存和释放过程，以及控制器中的能量损失，提高了能量利用效率。

其常用于PV水泵系统、一些白天临时设备用电和一些旅游设施中。

下图显示的就是一个简单直流的PV水泵系统。

这种系统在发展中国家的无纯净自来水供饮的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（LargeDC）与上述两种光伏系统相比，这种光伏系统仍然是适用于直流电源系统，但是这种太阳能光伏系统通常负载功率较大，为了保证可以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，需要配备较大的光伏组件阵列以及较大的蓄电池组，其常见的应用形式有通信、遥测、监测设备电源，农村的集中供电，航标灯塔、路灯等。