光伏發電係統的組成及工作原理

  光伏發電係統主要由光伏組件、控製器、逆變器、蓄電池及其他配件組成（並網不需要蓄電池）。根據是否依賴公共電網，分為(wei) 離網跟並網兩(liang) 種，其中離網係統是獨立運行的、不需要依賴電網。離網光伏係統配備了有儲(chu) 能作用的蓄電池，可保證係統功率穩定，能在光伏係統夜間不發電或陰雨天發電不足等情況下供給負載用電。

  不管何種形式，工作原理均為(wei) 光伏組件將光能轉換成直流電，直流電在逆變器的作用下轉變成交流電，最終實現用電、上網功能。

1、光伏組件

  光伏組件是整個(ge) 發電係統裏的核心部分，由光伏組件片或由激光切割機機或鋼線切割機切割開的不同規格的光伏組件組合在一起構成。由於(yu) 單片光伏電池片的電流和電壓都很小，所以要先串聯獲得高電壓，再並聯獲得高電流，通過一個(ge) 二極管（防止電流回輸）輸出，然後封裝在一個(ge) 不鏽鋼、鋁或其他非金屬邊框上，安裝好上麵的玻璃及背麵的背板、充入氮氣、密封。把光伏組件串聯、並聯組合起來，就成了光伏組件方陣，也叫光伏陣列。

  工作原理：太陽光照在半導體(ti) p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，空穴由p區流向n區，電子由n區流向p區，接通電路後就形成電流。其作用是將太陽能轉化為(wei) 電能，並送往蓄電池中存儲(chu) 起來，或推動負載工作。

組件類型：

  ①單晶矽：光電轉換率≈18%，最高可達到24%，是所有光伏組件中轉換率最高的，一般采用鋼化玻璃及防水樹脂封裝，堅固耐用，使用壽命一般可達25年。

  ②多晶矽：光電轉換率≈14%，與(yu) 單晶矽的製作工藝差不多，多晶矽的區別在於(yu) 光電轉換率更低、價(jia) 格更低、壽命更短，但多晶矽材料製造簡便、節約電耗，生產(chan) 成本低，因此得到大力發展。

  ③非晶矽：光電轉換率≈10%，與(yu) 單晶矽和多晶矽的製作方法完全不同，是一種薄膜式太陽電池，工藝過程大大簡化，矽材料消耗很少，電耗更低，它的主要優(you) 點是在弱光條件也能發電。

2、控製器（離網係統使用）

  光伏控製器是能自動防止蓄電池過充電和過放電的自動控製設備。采用高速CPU微處理器和高精度A/D模數轉換器，是一個(ge) 微機數據采集和監測控製係統，既可快速實時采集光伏係統當前的工作狀態，隨時獲得PV站的工作信息，又可詳細積累PV站的曆史數據，為(wei) 評估PV係統設計的合理性及檢驗係統部件質量的可靠性提供了準確而充分的依據，還具有串行通信數據傳(chuan) 輸功能，可將多個(ge) 光伏係統子站進行集中管理和遠距離控製。

3、逆變器

  逆變器是一種將光伏發電產(chan) 生的直流電轉換為(wei) 交流電的裝置，光伏逆變器是光伏陣列係統中重要的係統平衡之一，可以配合一般交流供電的設備使用。太陽能逆變器有配合光伏陣列的特殊功能，例如最大功率點追蹤及孤島效應保護的機能。

太陽能逆變器可以分為(wei) 以下三類：

  ①獨立逆變器：用在獨立係統，光伏陣列為(wei) 電池充電，逆變器以電池的直流電壓為(wei) 能量來源。許多獨立逆變器也整合了電池充電器，可以用交流電源為(wei) 電池充電。一般這種逆變器不會(hui) 接觸到電網，因此也不需要孤島效應保護機能。

  ②並網逆變器：逆變器的輸出電壓可以回送到商用交流電源，因此輸出弦波需要和電源的相位、頻率及電壓相同。並網逆變器會(hui) 有安全設計，若未連接到電源，會(hui) 自動關(guan) 閉輸出。若電網電源跳電，並網逆變器沒有備存供電的機能。

  ③備用電池逆變器：一種特殊的逆變器，由電池作為(wei) 其電源，配合其中的電池充電器為(wei) 電池充電，若有過多的電力，會(hui) 回灌到交流電源端。這種逆變器在電網電源跳電時，可以提供交流電源給指定的負載，因此需要有孤島效應保護機能。

4、蓄電池（並網係統不需要）

  蓄電池是光伏發電係統中儲(chu) 存電的設備。目前采用的有鉛酸免維護蓄電池、普通鉛酸蓄電池，膠體(ti) 蓄電池和堿性鎳鎘蓄電池四種，廣泛使用的有鉛酸免維護蓄電池和膠體(ti) 蓄電池。

  工作原理：白天太陽光照射到光伏組件上，產(chan) 生直流電壓，把光能轉換為(wei) 電能，再傳(chuan) 送給控製器，經過控製器的過充保護，將光伏組件傳(chuan) 來的電輸送到蓄電池裏進行儲(chu) 存，以供需要時使用。