光伏系統(tǒng)的組成和原理

　　光伏系統(tǒng)由以下三部分組成：太陽電池組件；充、放電控制器、逆變器、測試儀表和計算機監(jiān)控等電力電子設備和蓄電池或其他蓄能和輔助發(fā)電設備。太陽能光伏發(fā)電的基本原理就是在太陽光的照射下，將太陽電池組件產生的電能通過控制器的控制給蓄電池充電或者在滿足負載需求的情況下直接給負載供電，如果日照不足或者在夜間則由蓄電池在控制器的控制下給直流負載供電，對于含交流負載的光伏系統(tǒng)而言，還需要增加逆變器將直流電變成交流電。

　　光伏系統(tǒng)的規(guī)模和應用形式各異，如系統(tǒng)規(guī)?？缍群艽?，小到0.3～2W的太陽能庭院燈，大到MW級的太陽能光伏電站。其應用形式也多種多樣，在家用、交通、通信、空間應用等諸多領域都能得到廣泛的應用。盡管光伏系統(tǒng)規(guī)模大小不一，但其組成結構和工作原理基本相同。圖2-1是一個典型的供應直流負載的光伏系統(tǒng)示意圖。其中包含了光伏系統(tǒng)中的幾個主要部件：

　　光伏組件方陣：由太陽電池組件（或光伏電池組件）按照系統(tǒng)需求串、并聯(lián)而成，在太陽能的照射下將太陽能轉換成電能輸出，它是太陽能光伏系統(tǒng)的核心組件。

　　蓄電池：將太陽電池組件產生的電能儲存起來，當光照不足或晚上、或者負載需求大于太陽電池組件所發(fā)的電量時，將儲存的電能釋放以滿足負載的能量需求，它是太陽能光伏系統(tǒng)的儲能部件。目前太陽能光伏系統(tǒng)常用的是鉛酸蓄電池，對于較高要求的系統(tǒng)，通常采用深放電閥控式密封鉛酸蓄電池、深放電吸液式鉛酸蓄電池等。

　　控制器：它對蓄電池的充、放電條件加以規(guī)定和控制，并按照負載的電源需求控制太陽電池組件和蓄電池對負載的電能輸出，是整個系統(tǒng)的核心控制部分。隨著太陽能光伏產業(yè)的發(fā)展，控制器的功能越來越強大，有將傳統(tǒng)的控制部分、逆變器以及監(jiān)測系統(tǒng)集成的趨勢，如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三種功能。

　　逆變器：在太陽能光伏供電系統(tǒng)中，如果含有交流負載，那么就要是用逆變器設備，將太陽能電池產生的直流或蓄電池產生的直流轉換成負載需求的交流電。

　　圖2-1 直流負載的太陽能光伏系統(tǒng)

　　2.2 系統(tǒng)的分類和介紹

　　般將光伏系統(tǒng)分為獨立系統(tǒng)、并網系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。如果根據光伏系統(tǒng)的應用形式、應用規(guī)模和負載的類型，對光伏供電系統(tǒng)進行比較細致的劃分，可將光伏系統(tǒng)分為如下六種類型：小型太陽能供電系統(tǒng)（Small DC）；簡單直流系統(tǒng)（Simple DC）；大型太陽能供電系統(tǒng)（Large DC）；交流、直流供電系統(tǒng)（AC/DC）；并網系統(tǒng)（Utility Grid Connect）；混合供電系統(tǒng)（Hybrid）；并網混合系統(tǒng)。下面就每種系統(tǒng)的工作原理和特點進行說明。