光伏发电系统
光伏并网发电系统
系统设计原则与步骤
• 原则：确保系统安全、可靠、高效、经济、环保，满足用 户需求。
系统设计原则与步骤
步骤
1
2
1. 确定安装地点和规模，评估当地光照资源。
3
2. 设计光伏方阵，选择合适的组件和支架。
系统设计原则与步骤
5. 进行系统调试和验收。
4. 设计输配电系统，包括 变压器和电缆。
3. 设计并网逆变器和控制 系统。
储能式逆变器
具备储能功能，可在电力需求 低谷期储存电能，并在高峰期
释放，平衡电网负荷。
逆变器的工作原理与技术参数
工作原理
将光伏组件产生的直流电转换为交流 电，并输送到电网中。
技术参数
包括额定功率、输入电压范围、输出 电压范围、效率、功率因数等。
效率
衡量逆变器转换效率的重要指标，通 常要求达到95%以上。
为公园、学校、医院等公共设施提供电力 ，减少对传统能源的依赖。
农业领域
偏远地区供电
应用于农业大棚、灌溉系统等，提供绿色 能源，促进农业可持续发展。
解决偏远地区供电难题，提高当地居民生 活质量。
光伏并网发电系统的实际案例分析
住宅区光伏并网发电系统
医院光伏并网发电系统
该系统为住宅区提供稳定、可靠的绿 色电力，降低碳排放，提高居民生活 质量。
将太阳能转换为直流电能。
逆变器
将直流电能转换为交流电能。
并网控制器
确保交流电能与电网同步，实现并网发电。
储能设备（可选）
用于平衡电网负荷，提高供电稳定性。
02 光伏电池与组件
光伏电池的类型与特性
晶体硅电池
基于单晶硅或多晶硅材料，是目 前市场占有率最高的光伏电池类 型。其特性是效率高、稳定性好， 但成本相对较高。
光伏发电系统
在中国仲巴县，这个县城里所有的供热都是由太阳能来提供的。图中左侧黑色的那部分就是太阳能集热器 （Solar collector），面积有3.5万平方米，就像我们平常用到的热水器那样，能够把太阳能变成热能。它收 集了热以后，储存在图中那个彩色的罐子里。这个罐子可以24小时发热，供给县城的采暖。这是百分之百的太阳 能，完全零碳。
“光伏＋土地生态修复”
据《联合国防治荒漠化公约》统计，全球处于超干旱以及干旱的土地面积约为平方千米，占全球陆地表面的 17.2%。而且，每年沙漠的面积还在不断扩大。土地退化中和（Land Degradation Neutrality, LDN）和退化 土地生态修复一直以来都是地球面临的重要课题。荒漠化土地虽然有待修复，但也提供了大量的土地资源，因此， 将荒漠化土地生态修复与光伏建设相结合将带来多方面的收益。荒漠上的太阳能面板不仅可以供电，还可以减少 地面受到的日照辐射和水分蒸发量。清洗电池板时喷洒的水分，提高了土壤表层的含水量，促进了植被的生长和 恢复。
光伏发电系统简介
（2）充电控制器 在不同类型的光伏发电系统中，充电控制器 不尽相同，其功能多少及复杂程度差别很大，这 需根据系统的要求及重要程度来确定。充电控制 器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等组 成。在太阳发电系统中，充电控制器的基本作用 是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、 平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减 少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护 蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。如果 用户使用直流负载，通过充电控制器还能为负载 提供稳定的直流电（由于天气的原因，太阳电池 方阵发出的直流电的电压和电流不是很稳定）。
太阳能电池原理
太阳能电池主要由半导体硅制成。在半导体上 照射光后，由于其吸收光能会激发出电子和空穴 （正电荷），从而半导体中有电流流过，这可称 为“光发电效应”或简称“光伏效应”。
掺有磷杂质的硅含有多余电子，称为N型半导 体；掺有硼杂质的硅含有多余正电荷，称为P型半 导体。若将两者结合，称为PN结，这就是半导体 器件的最基本结构。 在PN结中，P型半导体的电子受到拉力，N型 半导体的正电荷受到拉力，在结合处形成正负抵 消的区域，形成阻挡层。此时，若有光照射，则 激发电子自由运动流向N型半导体；正电荷则集结 于P型半导体，从而产生了电位势。
光伏发电系统
光伏发电是指利用光伏电池板将太阳光辐射 能量转化为电能的直接发电方式。 光伏发电系统是由光伏电池板，控制器和电 能存储和变换环节构成的发电与电能变换系统。 光伏电池板产生的电能经过电缆，控制器， 储能等环节予以储存和转换，转换为负载所能使 用的电能。
光伏发电系统分类
光伏发电系统按与电力系统关系分类： (1)孤立光伏发电系统是不与常规电力系统相 连而孤立运行的发电系统. (2)并网光伏发电系统是与电力系统连接在一 起的光伏发电系统。
光伏发电系统简介
监控系统
监控系统是监控 整个系统的运行状 态，设备的各个参 数，记录系统的发 电量，环境等的数 据，并对故障进行 报警。
光伏发电系统设计
综合考虑系统所在位置，当地的气候条件，日照时 数，连续阴雨天气，负载的用电量等，通过专业的系统 设计软件，对整个系统进行优化设计，使其达到最大的 发电量。
光伏发电技术的优势
2.目的 利用建筑物的迎光面，吸收太阳辐射能直接变成电能。
在有电网的地方提供峰值电力，减少常规能源消耗、保 护环境。在无电地区配合蓄电池充电，解决当地生活用 能和生产用能。
3.技术要求
(1) 满足并网光伏发电系统的技术规范（标准） (2) 满足建筑结构技术规范（标准） (3) 满足建筑节能技术规范 (4) 满足特种建材的技术规范 (5) 满足独立光伏电站技术规范 (6) 满足中国和国际光伏组件标准化技术要求（GB, TUV, UL……） (7) 满足建筑施工及电气安装的基本要求 (8) 满足BIPV项目报建、安装、运行、验收、杄测及维护的规范
4.光伏发电系统与建筑结合的类型 （1）太阳能光伏发电与建筑屋面结合 （2）太阳能光伏发电与建筑阳台结合 （3）太阳能光伏发电与建筑墙面结合 （4）太阳能光伏发电与建筑屋檐结合 （5）太阳能光伏发电与建筑窗檐结合 （6）太阳能光伏发电与建筑门窗结合
5.太阳能光伏与建筑一体化优点：
（1）可以有效利用围护表面（屋顶和墙面），无需额外用地或加建其他设 施，节省了土地资源这对于人口密集、土地昂贵的城市建筑有尤为重要； （2）可原地发电、原地使用，可节约电站送电网的投资和减少输电、分电 损耗； （3）通常夏季由于空调、制冷等设备的使用，形成用电高峰，而这时也是 光伏方阵发电最多的时期，BIPV系统除保证自身建筑内用电外，还可以向 电网供电，从而舒缓高峰电力需求，解决电网峰谷供需矛盾，具有极大的 社会效益； （4）由于光伏阵列安装在屋顶和墙面上，并直接吸收太阳能，避免了墙面 温度和屋顶温度过高，因此可以改善室内温度，并且降低空调负荷； （5）利用太阳能光伏发电减少了一般由于化石燃料发电所带来的严重空气 污染，这对于环保要求更高的今天和未来极为重要； （6）在建筑围护结构上安装光伏阵列，可推动光伏组件的应用和批量生 产，进一步降低其市场价格；
光伏发电系统
1、太阳能光伏发电系统的介绍1.1太阳能光伏系统简介从人类历史上而言，正因为有太阳的存在，所以在地球上才会拥有人类赖以生存的环境和人类能够出现并得以繁衍生存的原因，可见其对人类的发展有着十分重大的影响作用。
随着人类科学技术的不断发展，人们对太阳能源的利用不再局限于传统的耕种作物的光合作用，而是将其直接转换成为热能和电能等。
利用太阳能时，可以避免对环境的污染，不需要消耗地球上已有的资源，无论是安全性还是可靠性上，都是人类能源利用的首选。
从人类长远的发展战略而言，有效利用太阳能也有利于保护生态环境，产生更多的经济效益。
利用光伏发电系统，能够将太阳能进行有效的转换，从而为整个人类的生产生活提供清洁的电能，对人类社会的发展有着十分重要的影响意义。
经过长时间的研究和发展，我国已经形成了完整的太阳能电池组件的生产供应链，包括了电池组件的生产、制造、组装等各个环节。
我国一直重视对太阳能的利用，经过多年的努力，如今已经拥有世界上先进的光伏发电技术，并出口至全球各地，打造出具有竞争优势的中国品牌。
一般情况下，按照光伏发电系统不同的功能系统组成，可以将整个系统具体划分为太阳能电池、控制器、蓄电池以及逆变器。
按照其和电网是否连接的状态进行划分，又可以将其划分成为和电网连接或独立式的发电方式。
其中，独立式的发电方式主要是应用于农村民用方面，以家庭或村为单位，满足于用电需求量较少的情况，或者是十分偏远的地区，全国电网难以覆盖的地方，可以利用光伏发电来解决用电问题。
除此之外，和整个用电网络连接在一起的是并网式的光伏发电系统，这能够补充我国电能的不足，为我国工业和经济发展提供更加强力的基础保障。
我国长时间内都在大力发展清洁能源，水力发电、太阳能发电、潮汐发电等多找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。
1.2太阳能光伏发电系统类型按照光伏发电系统的结构形式和区域范围的不同，可以将其分为并网、微网以及独立发电系统这三种。
第一讲光伏发电系统简介及输电线路相关知识
力，当两侧档距相差悬殊或一侧发生断线时，直线杆塔还要承 受产生的不平衡张力。
直线杆塔是线路中使用最多的杆塔，其设计是否简单经济、在 整条线路中所占的比例是决定线路造价高低的重要因素之一。
耐张杆塔（分直线耐张和转角耐张）主要作用是：一般承受导 线和避雷线的不平衡张力；在断线故障时，承受断线张力，并 把线路故障（如断线、倒杆等）限制在一个耐张段内。
二、变电站输电线路简介 输电线路是电力系统中实现电能远距离传输的一个重要环节，
包括架空线路和电缆线路。 输电系统分类：
架空线路
按照结构分
输
电缆线路
电
线
路
分
直流输电线路
类
按电流性质分
交流输电线路
三、架空线路基础知识
架空线路结构
架空导线的排列方式Fra bibliotek1、杆塔和拉线 1.1杆塔部分： 杆塔是输电线路重要的部件，投资约占全部造价的30%-50%， 其作用是对导线和避雷线进行支撑，在各种气象条件下，使导 线对地和对建筑物有一定的安全距离，保证线路的安全运行。 杆塔分混凝土电杆（圆杆和方杆）、钢管杆、角钢铁塔、钢管铁 塔等类型。 按杆塔用途分，可分为直线、耐张、转角、终端杆塔及特殊 杆塔。 直线杆塔用于线路直线段中，支持导线和避雷线。直线杆塔 正常运行时，一般只承受导线和避雷线的自重、冰重和风压
5、直观的LED发光管指示当前蓄电池状态，让用户了解使用 状况;
6、所有控制全部采用工业级芯片(仅对带I工业级控制器)，能 在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使用了晶振定时控制，
7、取消了电位器调整控制设定点，而利用了E方存储器记录 各工作控制点，使设置数字化，消除了因电位器震动偏位、温 漂等使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素。 八、蓄电池：
光伏发电系统的组成和结构
光伏发电系统的组成和结构光伏发电系统是一种通过太阳能将光能转化为电能的系统。
它由多个组件和设备组成，这些组件和设备之间相互协作，实现太阳能的捕获、转换和利用。
本文将介绍光伏发电系统的组成和结构，详细解释每个组件的功能和作用。
一、光伏发电系统的主要组成部分1. 太阳能电池板（光伏电池板）太阳能电池板是光伏发电系统的核心组件，由若干个光伏电池片组成。
其主要功能是将太阳光转化为直流电能。
太阳能电池板一般安装在户外，以接收充足的阳光。
2. 支架系统支架系统是用来支持和固定太阳能电池板的设备，通常由金属材料制成。
支架系统的设计需要考虑到太阳能电池板的角度和方向，以最大程度地捕捉太阳能，并确保太阳能电池板的安全稳定运行。
3. 逆变器逆变器是将太阳能电池板产生的直流电能转换为交流电能的设备。
由于大多数家庭和工业设备使用的是交流电，在光伏发电系统中需要逆变器来将直流电转换为交流电，以供电器设备使用。
4. 电池（可选）电池是光伏发电系统中的一个可选组件。
它们用于存储太阳能转化的电能，以便在夜间或天气不好时使用。
电池的容量大小决定了系统存储和使用能量的能力。
二、光伏发电系统的工作原理光伏发电系统的工作原理是将太阳能转化为电能。
当太阳能电池板接收到阳光时，光能被光伏电池片吸收，并激发出电子。
这些电子通过电池板的导线流动，形成直流电。
通过逆变器，直流电被转换为交流电，以满足家庭或工业设备的电能需求。
三、光伏发电系统的结构光伏发电系统的结构可以根据应用场景和功率需求的不同而有所差异。
以下是一个常见的光伏发电系统结构示例：1. 单一轴或双轴跟踪系统（可选）这种结构中，太阳能电池板通过单一轴或双轴跟踪系统可自动调整角度和方向，以最大程度地捕捉太阳光。
这种跟踪系统通常用于大型光伏发电站或商业项目中。
2. 串联或并联连接太阳能电池板可以通过串联或并联连接在一起，以提供所需的电流和电压。
串联连接可以增加电压，而并联连接可以增加电流。
光伏发电系统
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。
光伏发电系统及原理介绍
e- -
－
等效为电池
3、光伏发电系统概述
➢并网光伏发电系统结构
3、光伏发电系统概述
➢光伏并网发电系的基本原理
• 光伏并网发电系统由光伏组件、汇流箱、并网逆变器、计量装置及配 电系统组成。光伏组件将太阳能转换为直流电能，再通过并网逆变器 将直流电能转换为与电网同频率、同相位的正弦波电流，直接并入电 网。
在光伏发电系统中，将若干个光伏组件串联后，形成具有一定直流电输出的电路单元。 1.3 光伏方阵 PV array
将若干个光伏组件在机械和电气上按一定方式组装在一起并且有固定的支撑结构而构成的直 流发电单元。以称光伏阵列。 1.4 光伏发电系统 PV power system
利用太阳电池的光生伏特效应，将太阳能辐射能直接转换成电能的发电系统。 1.5 光伏电站 PV power station
对于有升压站的光伏电站，指升压站高压侧母线或节点。无升压，指光伏发电输出汇总点。 1.9 孤岛现象 Islanding
在电网失压时，光伏发电系统（电站）仍保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态。
4
1、术 语
1.10 防孤岛 Anti-Islanding 防止非计划性孤岛现象的发生。
1.11 峰值日照时数 Peak sunshine hours 一段时间内的辐射度积分总量相当于辐射度为1KW/m2的光源所持续照射时间，其单位为小时h。
4、光伏发电系统主要部件简介
逆变器内主要元器件
4、光伏发电系统主要部件简介
逆变器主拓扑电路结构图
4、光伏发电系统主要部件简介
逆变器将直流电转变为交流电的转换过 程示意图：（半导体功率开关器件在控 制电路的作用下以1/100s的速度开关， 将直流切断。）
光伏发电系统培训知识
光伏电池板的类型与特点
单晶硅电池板
薄膜电池板
单晶硅电池板由单晶硅片制成，具有 较高的光电转换效率和稳定性，但制 造成本较高。
薄膜电池板采用薄膜技术制成，其制 造成本低、重量轻、可弯曲，但光电 转换效率相对较低。
多晶硅电池板
多晶硅电池板由多晶硅片制成，其光 电转换效率略低于单晶硅电池板，但 制造成本较低，且具有较强的耐候性 和稳定性。
定期检查光伏逆变器的外观、 电缆连接、散热系统等，确保
其正常工作。
维护保养
根据需要定期进行维护保养， 包括清洁、检查、更换部件等
，以延长其使用寿命。
04 光发电系统
利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，为 家庭提供电力。
适用场景
住宅、别墅、公寓等。
优势
环保、节能、降低电费、提高能源自给率。
与公共电网相连，发出的电能 直接供给用户使用，多余的电
能可以输入电网。
离网型光伏发电系统
独立于公共电网，发出的电能 供给用户使用，不与电网相连 。
分布式光伏发电系统
在用户场地附近建设，自发自 用、多余电量上网，且在配电 系统中平衡调节。
集中式光伏发电系统
在地面集中安装大型光伏电池 板，通过高压输电线路将电能
光伏发电系统培训知识
contents
目录
• 光伏发电系统概述 • 光伏电池板 • 光伏逆变器 • 光伏发电系统的应用 • 光伏发电系统的优势与挑战
01 光伏发电系统概述
定义与工作原理
定义
光伏发电系统是指利用太阳能光子通过光伏效应将光能转化为直流电的过程。
工作原理
光伏发电系统主要由光伏电池板、控制器和逆变器等组成，通过光伏效应将光 能转化为直流电，再通过控制器和逆变器将直流电转换为交流电供用户使用。
光伏发电系统工艺流程
光伏发电系统工艺流程1. 太阳能的收集太阳能的收集是光伏发电系统的第一步。
太阳能是由太阳辐射到地球大气层中的光能，由地球表面的太阳能集热器或光伏板收集，转换为热能或者电能。
目前用于太阳能收集的技术主要有光伏发电和太阳能热发电，其中光伏发电是目前应用最为广泛的一种方式。
2. 光伏板的选择和安装光伏板是光伏发电系统的关键部件，它可以将太阳能转化为电能。
在选择光伏板的时候，需要考虑光伏板的转化效率、寿命、质量等因素。
常用的光伏板有单晶硅、多晶硅和薄膜光伏板等，不同类型的光伏板在转化效率、生产成本、环境适应性等方面各有特点。
在光伏板的安装过程中，需要考虑安装的位置和角度，以最大限度地接收太阳辐射能量。
同时，还需要考虑光伏板的防风、防尘、防雷等措施，确保光伏板的稳定和长期可靠运行。
3. 光伏电池和逆变器光伏电池是用于转换太阳能为电能的关键组件，它能够将太阳能转化为直流电能。
同时，逆变器则会将直流电能转换为交流电能，以便于接入电网供电或者用于家庭自用电能。
在选择光伏电池和逆变器的时候，需要考虑其转化效率、稳定性、耐用性等因素，同时还需要考虑其兼容性和安全性。
4. 电能储存设备对于光伏发电系统来说，太阳能的收集和转化都是取决于太阳的照射情况，因此必须要有电能储存设备，在太阳能不足或者夜间时能够提供电能。
目前常用的储能设备有电池组、超级电容、氢燃料电池等，它们能够有效地储存太阳能转化的电能，并在需要时提供电能。
5. 光伏发电系统的运行和维护光伏发电系统的运行和维护是确保系统稳定运行和延长寿命的重要环节。
运行时需要关注系统的发电效率、转化效率等运行参数，及时发现并排除故障。
同时，定期对系统进行检测、清洗、维护和保养工作，确保系统的运行稳定和寿命延长。
总的来说，光伏发电系统工艺流程包括太阳能的收集、转换和储存，同时还包括设备的选择、安装和维护等一系列环节。
随着光伏技术的不断发展和创新，光伏发电系统已经成为了一种可靠、清洁、环保的新能源，为人们的生活和生产带来了便利。
光伏发电系统介绍
太阳能电池阵列
控制器 蓄电池
逆变器
离网发电系统
直流负载 交流负载
控制器
逆变器
太阳能电池阵列
蓄电池
电网
并网储能系统
负载
太阳能电池阵列
并网 逆变器
并网发电系统
太阳能电池阵列
太阳能电池阵列 蓄电池
秘密
3/42
光伏 逆变器
光伏 逆变器
交流 智能 配电
柜
储能 逆变器
微网系统
电网
电网
负荷 柴油 发电机
光伏发电系统概述 离网发电系统
秘密
31/42
光伏系统电气方案设计 集中式光伏并网发电系统
集中式光伏并网电站一般是国家级电站，功率等级在几MW~几百MW，并网电压等级在35千伏及以 上，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。 集中式光伏并网发电系统收益 执行国家标杆电价 2016~2017年间 约0.8元/度
海岛
光伏发电系统概述
并网发电系统
环境测试仪
太阳能电池板输出直流电，通过汇 流箱汇流后，进入直流配电柜，再 进入逆变器转换为交流电，交流电 通过升压变压器进入高压电网。
特点
规模从几kW到几百MW,可大可小 电站形式多样 运营模式多样，主要依赖国家政策 补贴
数据采集器
直流柜
本地监控
秘密
6/42
太阳能电池阵列 汇流箱
DC/DC
+Ud/2 C1
TA4
0
TB4
TA1
TB1
TC1
TA3
Ls
Ls
TB3
TC4
TC3
Ls
C2 -Ud/2
TA2
光伏发电系统介绍课件
2. 检查所有组件和电缆的连 接，紧固松动部分。
3. 对逆变器和控制器等进行 定期检查和维护。
常见故障与排除方法
故障一
光伏板性能下降
故障二
逆变器无法正常工作
排除方法
检查光伏板表面是否清洁，如有污垢或积 灰，及时清理；检查光伏板是否有损坏或 老化现象，如有需要更换。
排除方法
检查逆变器的输入和输出电压是否正常； 检查逆变器的散热系统是否正常；检查逆 变器的控制电路是否正常。
光伏发电系统的应用场景
分布式发电
移动式电源
分布式光伏发电系统适用于居民屋顶、 工业园区、商业建筑等场所，可满足 用户自用或并网发电的需求。
移动式光伏发电系统适用于野外作业、 应急救援等领域，可为设备提供可再 生能源供电。
集中式电站
集中式光伏电站适用于荒漠、山地等 大面积开阔地，可实现大规模并网发 电。
化。
未来发展趋势
技术进步
随着技术的不断进步，光伏组件的效率和可靠性将进一步 提高，成本也会进一步降低。
储能技术的结合
随着储能技术的成熟，光伏发电系统将更好地解决天气依 赖性问题，实现24小时不间断供电。
智能电网建设
结合智能电网技术，可以实现光伏发电系统的远程监控和 调度，提高供电的稳定性和可靠性。
1 2
加强政策支持
政府可以通过提供税收优惠、补贴和贷款等政策 支持，鼓励更多的人和企业投资光伏发电系统。
推进技术创新
通过技术创新提高光伏组件的转换效率和降低成 本，可以进一步提高光伏发电系统的经济效益。
3
加强宣传教育
加强对光伏发电系统的宣传教育，提高公众对光 伏发电系统的认知度和接受度，从而更好地发挥 其社会效益。
光伏发电系统
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。
并网发电系统—光伏系统知识小百科
并网发电系统——光伏系统知识小百科一．光伏系统基础篇1.太阳能光伏发电系统简介答：通常说的太阳能发电系统指的是太阳能光伏发电，简称“光电”。
它是指利用半导体界面的光生伏打效应而将太阳辐射能转变为电能的一种技术。
太阳能发电系统的核心部件是太阳能电池组件。
2.光伏发电系统可以运用在哪些领域？答：光伏发电系统可以用于任何需要电源的场合，它在全世界为各个应用领域提供清洁能源。
从经济发达的用电高峰地区到偏远、孤岛等无电缺电地区，光伏发电系统都可为人类生活的方方面面提供绿色电力。
（1）偏远地区、孤岛等无电地区使用；（2）公路、铁路、航运交通领域；（3）通讯、通信领域；（4）石油、海洋、气象、航天领域；（5）太阳能光伏照明、光伏电站；（6）太阳能光伏建筑一体化系统；（7）太阳能商品及玩具。
3.应用光伏发电的好处？答：在经济高速发展带来物质与文明高速发展的同时，环境破坏和不可再生能源的枯竭现象越来越显著。
因此低碳、环保、绿色成为人们提倡的生活主题。
光伏发电技术是一种能减少煤炭、天然气等传统非可再生能源的消耗，能利于太阳能自然资源产生绿色电力的低碳环保新方式。
光伏发电系统优点有：（1）无传统能源消耗，无毒气及温室气体排放、无危害性废弃物排放；（2）绿色电力，清洁环保；（3）后期运行发电成本低，只需较少的维护费用；（4）运行安静，无噪声；（5）尤其适用于偏远地区、孤岛无电、缺电地区使用。
虽然现在看来太阳能发电系统初期投入通常比较高，但在其生命周期内，系统的总体优势与后期收益非常明显，并且随着光伏发电系统的成本逐渐降低以及未来传统电价的上涨，光伏发电的优势将会越来越明显。
4.太阳能光伏发电系统的分类？答：光伏发电产品主要分为四大类：一种是光伏离网系统，该系统尤其适用于无电缺电地区使用；二是并网发电系统，该系统已在发达国家大面积推广实施，三是光伏与其他能源互补混合系统；四是太阳能应用产品，如太阳能充电器、太阳能各种灯具、光伏水泵等。
光伏发电系统
光伏发电系统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。
主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。
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。
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。
光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。
硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P 型半导体。
当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。
当太阳光照射到P－N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。
光电效应就是光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。
它首先是由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量的过程；其次，是形成电压过程。
多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后，制作成待加工的硅片。
在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等，就形无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的。
中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10%。
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。
与常用的火力发电系统相比，光伏发电的优点主要体现于：①无枯竭危险；②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；例如，无电地区，以及地形复杂地区；④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦建设周期短，获取能源花费的时间短。
光伏发电的运行流程
光伏发电的运行流程光伏发电是一种利用太阳能将光能转化为电能的发电方式。
它不仅具有环保、可再生的特点，而且能够有效地解决能源短缺和环境污染的问题。
那么，光伏发电的运行流程是怎样的呢？下面将详细介绍。
一、光伏发电系统的组成光伏发电系统主要由光伏电池组件、支架、逆变器、配电箱、电缆等组成。
其中，光伏电池组件是光伏发电系统的核心部件，它能够将太阳能转化为直流电能。
二、光伏电池的工作原理光伏电池是一种能够将光能直接转化为电能的器件。
它是由多个光伏电池芯片组成的。
当阳光照射到光伏电池上时，光子将激发电池中的半导体材料，使其产生电子-空穴对。
电子和空穴在电场的作用下被分离，从而产生电流。
三、光伏电池组件的安装和布置光伏电池组件通常安装在支架上，并按一定的布置方式排列。
为了提高发电效率，光伏电池组件的布置应尽量避免阴影遮挡，保证光线的充分照射。
四、光伏电池组件的电能输出光伏电池组件产生的直流电能需要经过逆变器转化为交流电能，以满足电网或设备的需求。
逆变器能够将直流电能转化为交流电能，并通过配电箱将电能输出。
五、光伏发电系统的电网连接光伏发电系统通常与电网相连，以实现电能的互相传输。
光伏电池组件产生的电能首先通过逆变器转化为交流电能，然后进入配电箱，最终通过电缆与电网相连接。
六、光伏发电系统的监控和维护光伏发电系统需要进行监控和维护，以确保其正常运行和发电效率。
监控系统可以实时监测光伏电池组件的发电情况和电网的运行状态，及时发现并解决问题。
同时，定期对光伏电池组件进行清洁和检查，确保其表面光洁度和电气连接的可靠性。
七、光伏发电系统的优势和应用光伏发电具有环保、可再生、无噪音、无污染等优势，被广泛应用于居民家庭、工业企业、农业生产等领域。
通过光伏发电系统，可以实现自给自足的电力供应，减少对传统能源的依赖，降低能源消耗和碳排放。
光伏发电作为清洁能源的重要组成部分，已经成为各国能源转型的重要方向。
通过光伏发电系统的运行流程，我们可以更加全面地了解光伏发电的工作原理和应用价值，为推动可持续发展做出贡献。
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1.1课题研究背景和意义能源是经济发展和人类生活所必需的物质基础，但是随着世界人口的日益增长和工业化水平的不断提高，能源短缺和环境污染等问题日趋严重。
为使经济、社会、人类、资源和环境协调发展，防止和减轻大量燃用石化能源对环境所造成的严重污染和生态破坏，必须走可持续发展的能源之路，因此利用新能源和可再生能源是当今世界经济发展中最具决定性影响的技术之一。
而太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，越来越受到人们的重视，其中光伏发电最受瞩目。
太阳能光伏发电技术是利用根据光生伏打效应原理制成的太阳能电池，将太阳能转化为电能的发电技术，具有不消耗化石燃料、电能就地产生不需长距离输送、没有环境污染、可靠性高、寿命长、安全性能好、适合分散供电、扩充能量方便、与其它电源系统兼容和储能比较方便等优点。
随这全球能源危机的到来，太阳能光伏技术的应用越来越广泛。
随着光伏发电的快速发展，对光伏系统的状态监测、故障检测、数据采集、能量调度与分配等也越来越越重要。
由于光伏系统的运行一般是在无人值守的情况下运行的，要对地域上广泛分散的光伏系统进行检测维护是十分困难、繁琐的，需要大量的人力、物力。
因此，采用远程监控技术对光伏系统进行远程监控具有十分重要的意义：（1）远程监控技术可对光伏系统进行远程实时监控，减少人为干扰、节省人力、降低维护费用，实现智能检测与控制。
（2）对光伏系统的实时监测可以获得原始的测量数据，为系统的改进与优化，科学研究提供有用的数据。
由此可见，研究光伏电系统的远程监控系统是十分重要的。
1.2 国内外研究现状随着光伏技术的迅速发展，为了研究这些光伏电站的运行性能、优化设计光伏电站，光伏电站系统监控技术也随着光伏技术的发展而深入开展起来。
国外在90年代前后对监测系统研究的比较多，基本上形成了比较成熟的思路。
国外的研究有几个典型的特征：在系统的控制方面研究较多，在系统维护和管理方面比较少；对并网型研究较多，而对独立运行研究较少。
而且，每次研究都是为了解决某一类特殊的问题而进行的部分系统的数据量采集和分析。
目前为止，国外有代表的几次研究有：（1）Electric Power Research Institute在90年代初对美国的七个光伏电站做了实验研究，他们做的工作主要有：对七个电站的数据采集，还包括劳力开支，采集的数据分类及其趋势，控制中各种误操作原因分析和论证。
监测过程中费用的计算，整个实验潜在的开销，结论和方案推荐等。
（2）美国怀俄明州大学电子工程系在90年代初做了一些相关的工作。
主要介绍了系统电池板的最优尺寸、PV系统的性能和经济性。
对五个方面进行了分析：光照和PV能量预处理；系统操作特征鉴定；实时控制的鉴定；能量系统安全分析；生产造价和扩容分析。
（3）National Renewable Energy Laboratory(美国国家可再生能源实验室)在95年对两座6KW并网型光伏电站进行数据采集和分析。
工作主要包括：对两座光伏电站进行了为期一年的数据采集，得出了各参数之间的数学关系，主要是电参数与气候条件之间的关系。
对由气候条件算出的理论值和实际值之间进行了比较并分析其可能的原因，评价了各器件的效率问题。
（4）日本东京大学99年对独立运行的光伏电站系统进行了监测评价研究。
他们的主要工作有：电池板不匹配造成的损失，系统转换效率引起的损失，蓄电池能量转换损失，蓄电池的充、放电深度的研究。
（5）1995年，国际能源机构光伏发电系统项目(IEA—PVPS，InternationalEnergy Agency Photovoltaic Power Systems)开展了一次任务。
主要目的是为光伏专家、研究实验室、光伏厂家、用户及其其它团体提供与光伏系统及子系统的运行性能、可靠性及成本等相关的详细信息，并且已经建立了国际上不同方式的光伏发电系统的技术数据和运行数据的数据库。
此数据库是按照规格化分析和不同光伏系统应用的代表性运行数据而设计的，到目前为止，该数据库包含了372个被监测的光伏电站，这些电站的安装容量超过11MW，都有不同的用处：电能供给、家庭应用、农村电气化和特殊应用。
该数据库中存储了被选择的光伏电站的详细的系统特性和监测数据。
这些光伏发电系统分布在世界各地，运行在不同的气象条件下，多数是在不同的IEA．PVPS成员国的国家示范项目中收集的，例如，奥地利屋顶项目、法国农村电气化项目、欧洲兆卡项目、德国1000屋顶光伏项目、同本阳光和实地实验项目以及瑞士示范项目。
该数据库中汇集了非常广泛的、高质量的光伏电站运行数据，可以作为光伏系统性能分析的特殊工具。
目前，我国也已经开展了光伏电站数据采集及监控技术的研究工作。
例如中科院电工研究所、合肥工业大学能源研究所和北京计科公司等都做过光伏电站监测系统的研究。
到目前为止中科院电工所和日本合作建成了16座容量总计128KW无电学校用太阳光伏电站，每个电站都配有数掘采集和监测系统，数据存储在IC卡上，定期更换。
中科院电工所基于所内的2KW风／光互补电站应用Labview技术自主开发出一套基于PC机的风／光互补电站实时监控系统软件包。
合肥工业大学能源研究所使用VB编程语言和Access2．0 数据库语言开发出运行在Window95、98下的光伏并网发电系统的数据采集和监控软件包。
北京市计科能源新技术开发公司基于国家十五攻关课题建成的20KW并网光伏电站开发出一套光伏电站数据采集和监控系统。
1.3 光伏发电分类与系统组成太阳能发电系统主要是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池构成。
（1）太阳电池板太阳电池板是将太阳辐射能直接转换成直流电，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。
一般是根据用户需要，将若干太阳电池板按一定方式连接，组成太阳能电池方阵，再配上适当的支架及接线盒组成。
（2）充电控制器在不同类型的光伏发电系统中，充电控制器不尽相同，其功能多少及复杂程度差别很大，这需根据系统的要求及重要程度来确定。
充电控制器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等组成。
在太阳发电系统中，充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。
如果用户使用直流负载，通过充电控制器还能为负载提供稳定的直流电。
（3）逆变器逆变器的作用就是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的低压直流电逆变成220伏交流电，供给交流负载使用。
（4）蓄电池组蓄电池组是将太阳电池方阵发出直流电贮能起来，供负载使用。
在光伏发电系统中, 蓄电池处于浮充放电状态，夏天日照量大，除了供给负载用电外，还对蓄电池充电；在冬天日照量少，这部分贮存的电能逐步放出。
白天太阳能电池方阵给蓄电池充电，同时方阵还要给负载用电，晚上负载用电全部由蓄电池供给。
因此，要求蓄电池的自放电要小，而且充电效率要高，同时还要考虑价格和使用是否方便等因素。
常用的蓄电池有铅酸蓄电池和硅胶蓄电池，要求较高的场合也有价格比较昂贵的镍镉蓄电池。
光伏系统一般分为独立系统、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（Small DC）；简单直流系统（Simple DC）；大型太阳能发电系统（Large DC）；交流、直流供电系统（AC/DC）；并网系统（Utility Grid Connect）；混合供电系统（Hybrid）；并网混合系统。
（1）小型太阳能供电系统（Small DC）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（Simple DC）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（Large DC）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太阳能蓄电池组，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。
（4）交流、直流供电系统（AC/DC）与上述的三种太阳能光伏系统不同的是，这种光伏系统能够同时为直流和交流负载提供电力，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求。
通常这种系统的负载耗电量也比较大，从而系统的规模也较大。
在一些同时具有交流和直流负载的通讯基站和其它一些含有交、直流负载的光伏电站中得到应用。
（5）并网系统（Utility Grid Connect）这种太阳能光伏系统最大的特点就是光伏阵列产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入市电网络，并网系统中PV方阵所产生电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。
在阴雨天或夜晚，光伏阵列没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。
因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用PV方阵所发的电力从而减小了能量的损耗，并降低了系统的成本。
但是系统中需要专用的并网逆变器，以保证输出的电力满足电网电力对电压，频率等指标的要求。
因为逆变器效率的问题，还是会有部分的能量损失。
这种系统通常能够并行使用市电和太阳能光伏组件阵列作为本地交流负载的电源。
降低了整个系统的负载缺电率。
而且并网 PV系统可以对公用电网起到调峰作用。
但是，并网光伏供电系统作为一种分散式发电系统，对传统的集中供电系统的电网会产生一些不良的影响，如谐波污染，孤岛效应等。
（6）混合供电系统（Hybrid）这种太阳能光伏系统中除了使用太阳能光伏组件阵列之外，还使用了油机作为备用电源。
使用混合供电系统的目的就是为了综合利用各种发电技术的优点，避免各自的缺点。
（7）并网混合供电系统（Hybrid）随着太阳能光电子产业的发展，出现了可以综合利用太阳能光伏组件阵列，市电和备用油机的并网混合供电系统。