太阳能光伏系统如何工作及常见问题解答

太阳能光伏电站主要分为集中式电站和分布式电站两大类。与传统的大型风力发电站相比，太阳能光伏电站不仅可以大规模集中安装，还可以分布在建筑表面、室外等多种场景。

太阳能光伏系统原理

太阳能光伏系统由以下三部分组成：太阳能电池组件、充放电控制器、逆变器、测试仪器和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其他储能和辅助发电设备。

太阳能光伏系统具有以下特点：

1. 无转动部件，无噪音；
2. 无大气污染，无废水排放；
3. 没有燃烧过程，不需要燃料；
4. 维护简单，维护成本低；
5. 运行可靠性和稳定性好；

太阳能光伏系统应用广泛，太阳能光伏系统应用的基本形式可分为两大类：独立发电系统和并网发电系统。主要应用领域主要是航空航天、通信系统、微波中继站、光伏水泵和无电、缺电地区的家庭供电。

随着技术发展和世界经济可持续发展的需要，一些国家开始有计划地推广城市光伏并网发电，主要建设户用屋顶光伏发电系统和兆瓦级集中式大电网。 -连接的发电系统。太阳能光伏系统在交通、城市照明等方面的应用得到大力推广。

太阳能光伏系统的规模和应用形式各不相同。比如系统规模非常大，从0.3-2W的太阳能庭院灯到MW级的太阳能光伏电站，比如3.75kWp的户用屋顶发电设备。其应用形式也多种多样，可广泛应用于家居、交通、通讯、空间应用等诸多领域。光伏系统虽然大小不一，但组成和工作原理基本相同。

 

太阳能光伏的组成

光伏组件方阵：由太阳能电池组件（又称光伏电池组件）按系统要求串并联组成。它在太阳光的照射下，将太阳能转化为电能输出。它是太阳能光伏系统的核心部件。

蓄电池：将太阳能电池组件产生的电能储存起来，当光照不足或夜间，或负载需求大于其产生的电量时，将储存的电能释放出来，满足负载的能量需求太阳能电池组件。它是太阳能光伏系统的蓄电池。

目前，铅酸电池普遍用于太阳能光伏系统。对于要求较高的系统，通常采用深放电阀控密封铅酸蓄电池、深放电吸液式铅酸蓄电池等。

控制器：调节和控制蓄电池的充放电情况，根据负载的功率需求，控制太阳能电池组件和蓄电池向负载的功率输出。它是整个系统的核心控制部分。随着太阳能光伏产业的发展，控制器的功能越来越强大，有将传统控制部分、逆变器和监控系统集成的趋势。

 

逆变器：在太阳能光伏供电系统中，如果有交流负载，则采用逆变装置将太阳能电池组件产生的直流电或蓄电池释放的直流电转换成负载所需的交流电。太阳能光伏供电系统的基本工作原理是在太阳光的照射下，通过控制器的控制，利用太阳能电池组件产生的电能给蓄电池充电，或者当负载需求较大时，直接向负载供电。遇见了。

然后，电池在控制器的控制下为直流负载供电。对于包含交流负载的光伏系统，需要增加逆变器将直流电转换为交流电。光伏系统的应用形式多种多样，但基本原理大同小异。

太阳能光伏系统的分类及介绍

一般来说，光伏系统分为独立系统、并网系统和混合系统。根据光伏系统的应用形式、应用规模和负载类型，光伏供电系统可分为以下六种类型：小型太阳能供电系统、简易直流系统、大型太阳能供电系统、交流、直流供电系统、并网系统、混合供电系统、并网混合系统。

小型太阳能供电系统

该系统的特点是系统中只有直流负载，负载功率较小，整个系统结构简单，操作方便。其主要用途为一般家用系统，负载为各种民用直流产品及相关娱乐设备。

例如，该类光伏系统已在我国西北边远地区得到广泛应用，负载为直流节能灯、录音机和电视机等，解决无电地区家庭的基本照明问题。电。

 

简易直流系统

该系统的特点是系统负载为直流负载，对负载的使用时间没有特殊要求。负载主要在白天使用，所以系统不使用电池，也不需要使用控制器。系统结构简单，直接利用太阳能电池组件给负载供电，节省了电池储能和释放能量造成的损耗和控制器的能量损耗，提高了系统的利用效率。太阳能。常用于光伏水泵系统、白天的一些临时设备、旅游设施等。

大型太阳能供电系统

与以上两种光伏系统相比，该光伏系统仍然适用于直流电源系统，但该太阳能光伏系统的负载功率较大。为了保证对负载稳定供电的可靠供应，相应的系统规模也较大，需要更大的太阳能电池组件阵列和更大的电池组，常用于通信、遥测、监控设备供电、农村集中供电所、航标灯塔、路灯等领域。

中国移动、中国联通在没有电网的偏远地区建设的通信基站也采用该光伏系统供电。

交直流供电系统

该光伏系统可同时为直流和交流两种负载供电，在系统结构上比上述三种系统多了逆变器，用于将直流电转换为交流电以满足交流负载的需要。通常这种系统的负载功耗也比较大，所以系统的规模也比较大。用于一些有交直流负载的通信基站和其他有交直流负载的光伏电站。

并网系统

这种太阳能光伏系统最大的特点是将光伏阵列产生的直流电通过并网逆变器转换成满足市电电网要求的交流电，然后直接接入市电网络。在负载之外，多余的功率被反馈到电网。

 

在阴雨天或夜间，当光伏阵列不发电或发电量不能满足负载需求时，由电网供电。由于电能直接输入电网，省去了电池的配置，省去了电池储存和释放的过程。但系统中需要专用的并网逆变器，以保证输出功率满足电网对电压、频率等指标的要求。而在某些特定情况下，我们需要 离网太阳能电池来确保电池能够正常工作。

因为逆变器的效率问题，还是会有一些能量损失。这种系统通常可以使用市电和太阳能光伏组件阵列并联作为本地交流负载的电源，降低了整个系统的负载缺电率。此外，并网光伏系统可以对公共电网起到调峰作用。

但是，并网光伏供电系统作为分散式发电系统，会对传统集中供电系统的电网产生一定的不利影响。

混合供电系统

该太阳能光伏系统除了采用太阳能光伏组件阵列外，还采用了油发电机作为备用电源。采用混合供电系统的目的是综合利用各种发电技术的优点，避免各自的缺点。

例如，上述独立光伏系统的优点是维护少，缺点是能量输出受天气影响且不稳定。与单一能源独立系统相比，使用柴油发电机和光伏阵列组合的混合供电系统可以提供不受天气影响的能源。

据预测，到2030年，我国光伏发电装机容量需要达到90亿至10亿千瓦。到2060年，需要达到3～35亿千瓦。目前，家用光伏的前景被不少企业看好。据估计，中国有超过4000万个独立屋顶，以20%的屋顶覆盖太阳能电池板为例，户用光伏市场规模为3200亿。