光伏电源系统的组成和原理
太阳能光伏电源系统的原理及组成
太阳能光伏电源系统的原理及组成1.太阳能电池板：太阳能电池板是光伏电源系统的核心部分。
它由多个光伏电池组成，每个电池由两片不同材质的半导体（通常是硅）层组成。
当阳光照射到电池板上时，电池板会产生电流，这种效应称为光伏效应。
2.逆变器：太阳能电池板产生的电流是直流电，而我们家庭和工业用电是交流电。
逆变器的作用是将直流电转换为交流电，并将电压和频率调整为符合使用要求。
3.蓄电池：太阳能光伏电源系统通常还包括一个蓄电池组。
蓄电池用于存储太阳能电池板产生的电能，以备不太充足的太阳能供应或夜间使用。
4.控制器：控制器用于监测和控制光伏系统的工作状态。
它可以监测电池和光伏板的电压和电流，并防止电池过充或过放。
5.电源管理器：电源管理器用于管理光伏系统的运行，并将太阳能电池板和电网连接起来。
它可以自动选择太阳能电池板或电网的电源，以确保系统持续供电。
6.电网连接：太阳能光伏电源系统可以与电网连接，以便在太阳能供应不足时从电网获取电能，或将多余的电能发送回电网。
7.直流负载和交流负载：光伏电源系统可以为直流负载和交流负载供电。
直流负载可以直接使用太阳能电池产生的直流电，而交流负载需要通过逆变器将直流电转换为交流电。
光伏电源系统的工作原理是，当太阳光照射到太阳能电池板上时，光子会激活电池板上的电子，使其从一个半导体层跃迁到另一个半导体层，从而产生电流。
这个过程称为光电效应或光伏效应。
然后，电流经过逆变器被转换为交流电，以满足各种电器设备的使用需求。
同时，多余的电能可以存储在蓄电池中，以备不时之需。
总结起来，太阳能光伏电源系统利用光伏效应将太阳的辐射能转化为电能，通过逆变器将直流电转换为交流电，并通过蓄电池存储和供应电能。
它是一种环保、可再生的能源转换系统，被广泛应用于家庭、企业和公共场所。
简述光伏系统的组成
简述光伏系统的组成
光伏系统主要由太阳能电池阵列、汇流箱、逆变器、电网外电源、接线箱以及环境保护装置组成：
（1）太阳能电池阵列：使用个体太阳能电池片组成的大规模微电网系统。
（2）汇流箱：用于将太阳能电池阵列中的电流进行汇总，并将太阳能电池阵列与逆变器之间的电流连接起来。
（3）逆变器：将太阳能电池阵列所产生的直流电能转换成高压、高频的交流电能，供市电家庭配用。
（4）电网外电源：用于将太阳能系统产生的交流电能输送至市电网，自身采用双向调节功能，使太阳能电池阵列的输出电流等参数保持在规定的范围内。
（5）接线箱：在太阳能电池阵列、汇流箱里存储保护开关，并对太阳能电池阵列及汇流箱进行检测及安全保护。
（6）环境保护装置：用于合理安置太阳能系统，采取有效的止水及降噪设施，合理保护太阳能系统设备，避免野外设备因过暑过冷等因素而受损耗。
光伏电站系统原理及组成
光伏电站系统原理及组成一、光伏系统的工作原理（图1）1工作原理：白天,在光照条件下,太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求.再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。
晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电,通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到配电柜,由配电柜的切换作用进行供电.蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用.光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击,维护系统设备的安全使用.二、光伏系统的组成光伏系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器,交流配电柜等设备组成。
其各部分设备的作用是:⑴太阳能电池方阵：在有光照(无论是太阳光,还是其它发光体产生的光照）情况下，电池吸收光能，电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”，这就是“光生伏打效应”。
在光生伏打效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能,是能量转换的器件.太阳能电池一般为硅电池,分为单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种。
⑵蓄电池组：其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。
太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是：a。
自放电率低；b.使用寿命长；c。
深放电能力强；d.充电效率高；e。
少维护或免维护；f.工作温度范围宽；g.价格低廉。
目前我国与太阳能发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。
配套200Ah以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封式免维护铅酸蓄电池，每只蓄电池的额定电压为2V DC;配套200Ah 以下的铅酸蓄电池，一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池,每只蓄电池的额定电压为12V DC。
⑶充放电控制器：是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。
由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素,因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。
光伏发电的基本组成结构
光伏发电的基本组成结构随着全球对环境保护的重视以及能源需求的不断增长，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源发电方式，逐渐受到人们的关注和使用。
那么，光伏发电的基本组成结构是什么呢？光伏发电系统主要由光伏电池组件、支架、逆变器、电池组和监控系统等几个部分组成。
1. 光伏电池组件光伏电池组件是光伏发电系统中最核心的部分，其主要作用就是将太阳辐射能转换成电能。
光伏电池组件通常由多个光伏电池板组成，通过串联或并联的方式组成一个电池组件，常见的光伏电池板有单晶硅、多晶硅、非晶硅、柔性硅等。
2. 支架支架主要作用是支撑光伏电池组件，让光伏电池组件可以平稳的安装在地面或建筑物的屋顶上。
支架的设计要考虑到光伏电池组件的重量、安装环境、风压、雪压等因素。
3. 逆变器逆变器是光伏发电系统中的一个核心部分，它主要起到将光伏电池组件所产生的直流电转换成交流电的作用。
逆变器的性能直接影响到光伏发电系统的效率和稳定性，逆变器的选型要根据光伏电池组件的功率、电压、电流等参数来匹配。
4. 电池组电池组是光伏发电系统中的一个备用部分，主要作用是在光伏发电系统无法正常工作时，为光伏发电系统提供稳定的电源。
电池组一般由铅酸电池、镍氢电池、锂电池等组成，不同电池的使用寿命和性能不同，需根据实际需求进行选择。
5. 监控系统监控系统是光伏发电系统中的一个重要部分，它主要作用是对光伏发电系统进行实时监测和管理。
监控系统可以监测光伏电池组件的功率、发电量、温度、电压等数据，并通过网络进行远程监控和管理，及时发现和解决问题，确保系统的正常运行。
光伏发电系统的基本组成结构包括光伏电池组件、支架、逆变器、电池组和监控系统等几个部分。
每个部分的性能和质量都会直接影响到整个光伏发电系统的效率和稳定性，因此在实际应用中需要根据实际需求进行选择。
光伏系统的组成和原理
光伏系统的组成和原理光伏系统由以下三部分组成：太阳电池组件；充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。
光伏系统具有以下的特点：-没有转动部件，不产生噪音；-没有空气污染、不排放废水；-没有燃烧过程，不需要燃料；-维修保养简单，维护费用低；-运行可靠性、稳定性好；-作为关键部件的太阳电池使用寿命长，晶体硅太阳电池寿命可达到25年以上；-根据需要很容易扩大发电规模。
光伏系统应用非常广泛，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。
应用主要领域主要在太空航空器、通信系统、微波中继站、电视差转台、光伏水泵和无电缺电地区户用供电。
随着技术发展和世界经济可持续发展的需要，发达国家已经开始有计划地推广城市光伏并网发电，主要是建设户用屋顶光伏发电系统和MW级集中型大型并网发电系统等，同时在交通工具和城市照明等方面大力推广太阳能光伏系统的应用。
光伏系统的规模和应用形式各异，如系统规模跨度很大，小到0.3～2W的太阳能庭院灯，大到MW级的太阳能光伏电站。
其应用形式也多种多样，在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。
尽管光伏系统规模大小不一，但其组成结构和工作原理基本相同。
图1-1是一个典型的供应直流负载的光伏系统示意图。
其中包含了光伏系统中的几个主要部件：●光伏组件方阵：由太阳电池组件（也称光伏电池组件）按照系统需求串、并联而成，在太阳光照射下将太阳能转换成电能输出，它是太阳能光伏系统的核心部件。
●蓄电池：将太阳电池组件产生的电能储存起来，当光照不足或晚上、或者负载需求大于太阳电池组件所发的电量时，将储存的电能释放以满足负载的能量需求，它是太阳能光伏系统的储能部件。
目前太阳能光伏系统常用的是铅酸蓄电池，对于较高要求的系统，通常采用深放电阀控式密封铅酸蓄电池、深放电吸液式铅酸蓄电池等。
●控制器：它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出，是整个系统的核心控制部分。
光伏系统与电网互动原理
光伏系统与电网互动原理随着能源危机日益严峻以及可再生能源的兴起，光伏系统作为一种可持续发展的能源解决方案，受到越来越多的关注和应用。
光伏系统通过太阳能电池板中的光电效应将太阳光转化为电能，并将其交流输送到电网中。
在这个过程中，光伏系统与电网之间存在一种互动的原理，本文将对其进行探讨。
一、光伏系统的工作原理光伏系统主要由太阳能电池板、逆变器和电网组成。
太阳能电池板利用光电效应将太阳光转化为直流电能，而逆变器则将直流电能转化为交流电能，并将其输送到电网中。
太阳能电池板的工作原理是当太阳光照射到电池板上时，太阳能光子与电池板中的半导体材料相互作用，从而激发出电子。
这些激发出的电子会沿着电池板内部的导线流动，形成直流电流。
二、电网与光伏系统的互动光伏系统与电网的互动主要通过逆变器实现。
逆变器不仅将太阳能电池板输出的直流电能转化为交流电能，还能将其输出到电网中。
光伏系统将太阳能转化为电能后，可以向电网供应电力，也可以从电网中获取电力。
1. 向电网供应电力当光伏系统发电量超过自身负载需求时，多余的电力可以供应到电网中。
这种情况下，逆变器将直流电能转化为交流电能并将其注入到电网中。
这种方式不仅使得光伏系统发挥了最大的发电效益，还能够将多余的电力供给其他用户使用，从而实现光伏系统的多能互补。
2. 从电网获取电力当光伏系统发电量不足以满足负载需求时，光伏系统可以从电网中获取电力。
逆变器会控制电网电源向光伏系统注入足够的电力，以满足系统负载的正常运行。
这种方式保证了光伏系统始终能够提供稳定的电力输出，无论是在太阳能光照不足的情况下还是在负载需求较大的情况下。
在光伏系统与电网的互动过程中，还有一种重要的概念，即电力结算。
电力结算是指光伏系统向电网供应电力或从电网获取电力后，通过电力结算机构进行相关的结算和交易。
这一机制保证了光伏系统与电网之间的电力交互具有经济可行性，并促进了可再生能源在能源市场中的普及和应用。
总之，光伏系统与电网之间存在着一种互动的原理，通过逆变器的作用，光伏系统可以向电网供应电力或从电网获取电力。
光伏电站光伏发电的原理及构成PPT课件
.
9
所以，滤波电容的选取原则是在保证输出电 压的THD值满足要求的情况下，取值尽量小。 同时应尽可能使用高频特性较好、损耗较小 的CBB电容[4]。本文设计的逆变器的功率器 件开关频率为15kHz，设计截止频率fC为 2kHz。考虑到系统裕量，经计算与综合考虑， 选择滤波电感9mH，滤波电容3μF。
.
8
考虑到容量与频率等因素，系统主电路的开关管选 择电力MOSFET。其中，滤波电感的选择要尽可能 滤除调制波的高次谐波分量，提高输出波形质量， 滤波电感的高频阻抗与滤波电容的高频阻抗相比不 能过低，即滤波电感的感值不能太小。为满足输出 波形质量，要求一个采样周期中，电感电流的最大 变化量小于允许的电感电流纹波△ILfmax。滤波电 容的作用是和滤波电感一起滤除输出电压中的高次 谐波，从而改善输出电压的波形，滤波电容越大输 出电压的THD值越小。然而从电路来看，在输出电 压不变的情况下，增大滤波电容会使滤波电容的电 流增加，逆变器的无功能量增大，损耗增加，效率 降低，因此，滤波电容又不宜太大。
光伏电站光伏发电的原理及构成
主讲：贾护民
.
1
引言
随着环境污染、生态破坏及资源枯竭的日趋 严重，近年来世界各国竞相实施可持续发展 的能源政策，其中利用太阳能发电最受瞩目 一种，由于太阳能发电的普遍性，还有它的 长久性和廉洁性，它将成为未来能源组成的 一个重要来源。
光伏发电系统最优容配比分析
光伏发电系统最优容配比分析光伏发电系统最优容配比分析随着环境问题的日益突出，使用清洁能源逐渐成为人们关注的焦点。
光伏发电作为一种环保、清洁、可再生的新能源，在近年来得到了越来越广泛的应用。
光伏发电系统中，最优的容配比对于提高光伏发电系统的电能转化效率和降低其成本非常重要，因此对光伏发电系统最优容配比进行分析和研究，具有重要意义。
本文就光伏发电系统最优容配比展开分析，主要包括以下几个方面：一、光伏发电系统的组成和工作原理光伏发电系统主要由太阳能电池板、电池并联、电源交流正弦逆变器组成。
当阳光照射太阳能电池板时，光子被吸收，使得电子从价带跃迁到导带中，从而产生电流。
电池并联则将多个太阳能电池板组合在一起，加强了发电量，交流逆变器则将直流电转化成家庭及公用电网所需的电能。
二、最优容配比在光伏发电系统中，最优容配比是指最大化光伏发电系统的输出功率和转化效率，以便实现最大的能源收益。
1、电池容量电池容量是指储存电能的能力。
在光伏发电系统中，电池容量的大小对于系统的总输出功率有着重要的影响。
2、太阳能电池板数量太阳能电池板的数量应选择能够满足系统所需功率的最小数量，这将降低系统的总成本，提高光伏发电系统的效率。
3、电池布局电池布局是指将电池放置在合适的地方，采取合适的布局方式，使系统的能量收益最大化。
三、最优容配比分析在分析光伏发电系统最优容配比时，需要从以下几个方面进行研究：1、不同电池容量的影响实验结果表明，当电池容量大于太阳能电池板输出容量时，电池的运行效率更高。
2、不同太阳能电池板数的影响太阳能电池板的数量应相对较少，同时能够满足光伏发电系统的功率需求。
如果数量太多，则会增加系统成本，同时对其效率也会有所影响。
3、不同电池布局的影响电池布局的选择应取决于具体的光照条件。
如果电池可以放置在常年充足的阳光下，则应该将其放置在向阳的朝向，在夏季时更应注意。
四、结论最优容配比是光伏发电系统性能优化的关键。
通过分析和研究不同容配比对光伏发电系统的影响，可以找到最适合系统的容配比，从而提高系统的功率输出和转化效率，降低系统成本。
太阳能光伏电源系统的原理及组成
太阳能光伏电源系统的原理及组成太阳能光伏电源系统是一种利用太阳能转化为电能的系统。
它基于光电效应原理，利用光伏发电技术将太阳能转化为直流电能，再通过逆变器将直流电转换为交流电，供应给家庭、工业和商业等领域使用。
该系统由太阳能光伏电池板、充电控制器、电池组、逆变器和配电系统等组成。
太阳能光伏电池板是太阳能光伏电源系统的核心部件，它由光伏电池组成。
光伏电池是一种将太阳能转化为直流电能的半导体材料，常见的有单晶硅、多晶硅、铁硅等材料。
当阳光照射到光伏电池上时，光子的能量会激发电池中的电子，形成电场。
经过电池两端的导线，可以得到一定的直流电能。
充电控制器是太阳能光伏电源系统的重要组成部分，它主要起到控制电池充电和放电的作用。
充电控制器具有过充保护、放电保护、短路保护和过载保护等功能，可以确保电池的正常工作状态。
同时，充电控制器还可以对太阳能光伏电池板进行最大功率点追踪，以提高系统的电能转化效率。
电池组是太阳能光伏电源系统的储能装置。
在白天，当太阳能光伏电池板发电量超过负载需求时，多余的电能会被储存在电池组中。
在夜晚或阴天，当太阳能光伏电池板的发电量不足以满足负载需求时，电池组会释放储存的电能，供应给负载使用。
目前常用的电池组有铅酸蓄电池、锂离子电池等。
逆变器是太阳能光伏电源系统的关键设备，它主要负责将直流电转换为交流电。
逆变器具有稳压、稳频、峰值电压调整等功能，可以将直流电能转换为满足负载需求的交流电能。
逆变器的输出功率一般要与负载需求匹配，以确保系统的正常运行。
配电系统是太阳能光伏电源系统的最后一部分，它负责将逆变器输出的交流电能分配给各个负载。
配电系统包括配电箱、电线和开关等设备，可以将电能送达到各个用电设备，满足用户的电能需求。
总的来说，太阳能光伏电源系统的原理是利用光电效应将太阳能转化为电能，并通过充电控制器、电池组、逆变器和配电系统等设备实现电能的储存和供应。
该系统的组成部分都起到重要的作用，确保太阳能光伏电源系统的高效、稳定和可靠运行。
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。）
光伏电站的基本组成及基本原理
图1:户用离网系统结构(500W)光伏组件
小型离网储能系统
InverterChargeController
户用控逆一体机图2:系统实物图
第 1 7
将提供380V 左右的串联电池板连接到充电控制器 给蓄电池充电经逆变器产生220 V/380VAC,用以为村庄或学校等供电。此系统不会接入交流供电线路，为“离网”应用。如图1所示：此系统功率较大，可为更多用户供电
功率优化器自动将组件开路电压限制 在1V, 直到逆变器给出开机指令，因 此，功率优化器对组件的安装人身安 全及屋顶系统电弧、火灾的风险有可 靠保护。
DC/DCInverterDC/DCHyocDCDC图7:功率优化器+逆变器并网系统
直流功率优化器并网系统
第 2 1
物花
DCDC
直流功率优化器并网系统
智能MPPT汇流箱集散式光伏逆变系统是分散式跟踪、集中逆变的并网方案，实现了每2~4串PV 组件对应1路MPPT的分散跟踪功能，光伏汇流箱输出电压升高到900V 后，至逆变室集中逆变，且逆变器的交流输出电压升高到570V。第 16 页电池组件
升压箱变1MW高效逆变器
集散型递变器大型电站并网系统
DC/DCDC900VDC/DCOOODC/DCDC/DC
光伏电站的基本组成及基本原理
第 2 页
总体介绍-效果图
电池组件汇流箱直流配电柜
交流汇流箱交流部分 并网接入
总体介绍 - 设备组成
变换部分b
组串逆变器
交流配电柜
集中逆器
变压器
电网
总体介绍-发电原理光伏电站是利用一定数量太阳能电池组件串联后接收太阳光将辐射能转换为 一定电压(逆变器额定电压)和电流的直流电，通过逆变器将电池组件发出的直 流电逆变成符合需求的交流电，供负载使用。光伏组件 光伏汇流箱 逆变器 卖电电 网
简述四大光伏发电系统
简述四大光伏发电系统根据市面上现有的光伏发电项目，结合不同的应用场景，太阳能光伏发电系统可以大致分为四种类型：并网发电系统、离网发电系统、并离网储能系统和多种能源混合微网系统。
一、并网发电系统由光伏组件、并网逆变器、负载、双向电表、并网柜和电网组成。
并网发电系统示意图原理是将光伏组件产生的直流电通过逆变器转化为交流电，再供给到负载和接入电网。
这样，满足家庭负载的同时，多余的电还可以卖入电网。
其特点如下：1.与电网连接，电量部分或全部上传电网。
2.电网停电，光伏发电也停止。
因为逆变器都有防孤岛，也就是电网公司要求：电网停电，光伏电也必须立刻断电，主要是安全考虑。
3.晚上居民还是依靠市电。
4.没有储能装置。
二、离网发电系统和并网发电系统相对的，就是离网发电系统，由光伏组件、离网逆变器、蓄电池、负载等构成。
比较先进方案中已经将逆变器+蓄电池集成为一体设备，如离网储能一体机。
离网发电系统可以不依赖电网而独立运行，一般应用于偏僻地区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等。
分体式离网发电系统示意图一体式离网发电系统示意图在有光照时将太阳能转化为电能，通过离网逆变器给负载供电，或给蓄电池充电。
或在没有光伏的情况下，也可以通过电网对蓄电池进行充电；在无光照时或电网停电时，可将蓄电池的电通过逆变器给交流负载供电。
其特点如下：1.不依靠电网的独立系统。
也就是，不管有没有市电，只要有太阳光照满足，离网系统就可以独立工作，就可以独立提供电能。
2.必须有储能设备，也就是必须需要蓄电池，不然晚上或阴雨天无法工作。
3.可以不接光伏。
三、并离网储能系统由光伏组件、并离网混合逆变器、蓄电池、负载等构成。
现在也有比较先进方案是将并离网混合逆变器+电池系统集成一体，例如优能的UHome系列并离网储能一体机。
并离网储能系统广泛应用于经常停电或光伏自发自用不能余电上网、自用电价比上网电价贵、波峰电价比波谷电价贵等场景。
并离网储能系统示意图白天有光的情况下，通过离并混合逆变器优先供给负载用电，多余的电存储到蓄电池中；晚上的时候，蓄电池通过离并网混合逆变器为负载进行供电。
光伏并网发电原理
光伏并网发电原理光伏并网发电原理是指将光能转化为电能，并将其与电网相连接以供应电力的过程。
光伏并网发电系统由光伏发电模块、直流电源调节器、直流交流转换器、逆变器、电网接入点、测量和保护设备等组成。
光伏发电模块是光伏并网发电系统的核心部件，通常由多个光伏电池组件组合而成。
光伏电池组件是由多个层叠的光伏电池组成，光伏电池是一种能将太阳光能转化为直流电能的半导体材料，常见的有单晶硅、多晶硅和非晶硅等。
当阳光照射到光伏电池上时，光子能量激发了光伏电池中的电子，产生电压和电流。
直流电源调节器用于调节光伏电池输出的电流和电压，使其适应交流电网要求。
直流交流转换器将光伏电池组件的直流电能转换为交流电能，以适应交流电网的电压和频率。
逆变器是光伏并网发电系统的核心设备，它将光伏电池组件输出的直流电能经过逆变转换为交流电能并将其注入电网。
逆变器工作时需要保持与电网的同步，通过电网的频率和相位锁定来实现。
在光伏并网发电系统中，光伏发电模块产生的电能首先经由直流电源调节器进行调节，以满足电网的要求。
调节后的直流电能通过直流交流转换器转换为交流电能，然后进入逆变器进行逆变处理。
逆变器将直流电能转换为交流电能，并根据电网的要求进行频率和相位的调整，将电能注入电网中。
注入电网的电能可以被用户进行使用，也可以被其他用户接入电网进行共享。
在光伏并网发电系统中，为了确保其安全稳定地向电网注入电能，需要进行测量和保护。
测量设备主要用于测量光伏并网发电系统的电流、电压、功率、能量等参数，以监测系统的运行状态，并提供给用户或电网进行监控。
保护设备主要用于保护光伏并网发电系统，当系统出现故障或异常情况时，可以对系统进行切断或隔离，以保护系统和电网的安全。
总结来说，光伏并网发电原理是将光能利用光伏电池转化为电能，并通过逆变器将其逆变为交流电能，并注入电网进行共享。
光伏并网发电系统的核心设备包括光伏发电模块、直流电源调节器、直流交流转换器、逆变器、电网接入点、测量和保护设备等。
太阳能光伏培训资料
太阳能光伏培训资料一、太阳能光伏的基本原理太阳能光伏，简称“光伏”，是指利用光伏效应将太阳能转化为电能的技术。
光伏效应是指当光线照射在半导体材料上时，半导体材料内部的电子会被激发，从而产生电流和电压。
太阳能电池是实现光伏效应的核心部件，常见的太阳能电池材料有硅、砷化镓等。
其中，硅是目前应用最广泛的太阳能电池材料。
二、太阳能光伏系统的组成一个完整的太阳能光伏系统通常由太阳能电池板、控制器、逆变器、蓄电池（可选）和负载等部分组成。
1、太阳能电池板太阳能电池板是光伏系统的核心组件，它由多个太阳能电池串联或并联而成。
电池板的性能和效率直接影响整个系统的发电量。
2、控制器控制器的作用是控制太阳能电池板对蓄电池的充电过程，防止过充和过放，保护蓄电池的使用寿命。
3、逆变器逆变器将蓄电池或太阳能电池板输出的直流电转换为交流电，以供家庭或工业用电设备使用。
4、蓄电池（可选）在一些离网的光伏系统中，蓄电池用于储存太阳能电池板在白天产生的电能，以便在夜间或阴雨天使用。
5、负载负载即用电设备，如电灯、电器等。
三、太阳能电池板的类型1、单晶硅太阳能电池板单晶硅电池板的转换效率较高，一般在 15%－24%之间，但成本相对较高。
2、多晶硅太阳能电池板多晶硅电池板的转换效率略低于单晶硅，一般在 13%－18%之间，成本相对较低。
3、非晶硅太阳能电池板非晶硅电池板的转换效率较低，一般在 6%－8%之间，但具有成本低、重量轻、柔韧性好等优点，常用于一些特殊的应用场景，如太阳能背包、太阳能帐篷等。
四、太阳能光伏系统的安装1、选址选择安装地点时，要考虑光照条件、遮挡情况、安装面积等因素。
一般来说，应选择无遮挡、光照充足的朝南屋顶或空旷场地。
2、安装角度和方向为了最大限度地接收太阳能，太阳能电池板的安装角度和方向应根据当地的纬度和季节进行调整。
在北半球，太阳能电池板通常朝向正南，安装角度等于当地纬度加上 5°－15°。
大型光伏发电的组成及原理
大型光伏发电的组成及原理大型光伏发电系统的主要组成部分包括光伏电池组件、逆变器、支架、接地装置、电缆、配电箱、监测系统等。
光伏电池组件是光伏发电系统的核心部分，它通过将太阳光转化为直流电能。
光伏电池组件通常由多个光伏电池片连接而成，电池片是将太阳光能转化为直流电能的主要装置。
常见的光伏电池片包括单晶硅、多晶硅和薄膜电池片。
光伏电池组件具有高可靠性、长寿命和较高的电能转换效率。
逆变器是光伏发电系统的关键设备，它将光伏电池组件产生的直流电能转化为交流电能。
光伏电池组件产生的直流电能需要经过逆变器的电子器件进行变频和变压，以适应电网的要求。
逆变器还能在停电或灾害等情况下提供备用电源。
支架是用于支撑和固定光伏电池组件的结构，通常由钢材或铝材制成。
支架确保光伏电池组件能够按照最佳角度和方向接收太阳光，并提供足够的强度和稳定性。
接地装置用于对光伏发电系统进行接地保护。
接地装置通过将系统的金属部件和设备与大地连接，以确保系统运行过程中的安全性和稳定性。
电缆是用于输送电能的导线，将光伏电池组件产生的电能传输到逆变器，进而送入电网。
电缆必须具备良好的导电性能和耐候性能，以保证电能的传输效率和系统的长期稳定运行。
配电箱是光伏发电系统的功率集中处理装置，用于对发电系统进行集中控制和监测。
配电箱常常包括电流互感器、过压保护器、熔断器等设备，以保护和控制光伏发电系统的运行。
监测系统用于对光伏发电系统进行实时监测和分析。
监测系统可以监测光伏电池组件的发电效率、温度、电压等参数，以提高系统的运行效率和可靠性。
光伏发电系统的工作原理是基于光伏效应。
光伏效应是指光照射到光伏电池片上时，光能会被光伏电池片吸收，并转化为电能。
当太阳光照射到光伏电池片上时，光能将激发电荷在电池片中的迁移，从而产生电压和电流。
光伏电池片一般由两层材质组成：P型半导体和N型半导体。
当光照射到光伏电池片上时，P型半导体中的电子将被激发，形成自由电子。
同样，N型半导体中的空穴也会被激发。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光伏电源系统的原理及组成首先太阳能电池发电系统是利用以光生伏打效应原理制成的太阳能电池将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。
它由太阳能电池方阵、控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器等部分组成，其系统组成如图所示。
1．太阳能电池方阵：太阳能电池单体是光电转换的最小单元，尺寸一般为4cm 2到100cm2不等。
太阳能电池单体的工作电压约为0.5V, 工作电流约为20－25mA/cm 2, 一般不能单独作为电源使用。
将太阳能电池单体进行串并联封装后，就成为太阳能电池组件，其功率一般为几瓦至几十瓦，是可以单独作为电源使用的最小单元。
太阳能电池组件再经过串并联组合安装在支架上，就构成了太阳能电池方阵，可以满足负载所要求的输出功率(见图1－2)。
（1）硅太阳能电池单体常用的太阳能电池主要是硅太阳能电池。
晶体硅太阳能电池由一个晶体硅片组成，在晶体硅片的上表面紧密排列着金属栅线，下表面是金属层。
硅片本身是P型硅，表面扩散层是N区，在这两个区的连接处就是所谓的PN结。
PN结形成一个电场。
太阳能电池的顶部被一层抗反射膜所覆盖，以便减少太阳能的反射损失。
太阳能电池的工作原理如下：光是由光子组成，而光子是包含有一定能量的微粒，能量的大小由光的波长决定，光被晶体硅吸收后，在PN结中产生一对对正负电荷，由于在PN结区域的正负电荷被分离，因而可以产生一个外电流场，电流从晶体硅片电池的底端经过负载流至电池的顶端。
这就是“光生伏打效应”。
将一个负载连接在太阳能电池的上下两表面间时，将有电流流过该负载，于是太阳能电池就产生了电流；太阳能电池吸收的光子越多，产生的电流也就越大。
光子的能量由波长决定，低于基能能量的光子不能产生自由电子，一个高于基能能量的光子将仅产生一个自由电子，多余的能量将使电池发热，伴随电能损失的影响将使太阳能电池的效率下降。
（2）硅太阳能电池种类目前世界上有3种已经商品化的硅太阳能电池：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。
对于单晶硅太阳能电池，由于所使用的单晶硅材料与半导体工业所使用的材料具有相同的品质，使单晶硅的使用成本比较昂贵。
多晶硅太阳能电池的晶体方向的无规则性，意味着正负电荷对并不能全部被PN结电场所分离，因为电荷对在晶体与晶体之间的边界上可能由于晶体的不规则而损失，所以多晶硅太阳能电池的效率一般要比单晶硅太阳能电池低。
多晶硅太阳能电池用铸造的方法生产，所以它的成本比单晶硅太阳能电池低。
非晶硅太阳能电池属于薄膜电池，造价低廉，但光电转换效率比较低，稳定性也不如晶体硅太阳能电池，目前多数用于弱光性电源，如手表、计算器等。
一般产品化单晶硅太阳电池的光电转换效率为13――15 %产品化多晶硅太阳电池的光电转换效率为11――13 %产品化非晶硅太阳电池的光电转换效率为5――8 %（3）太阳能电池组件一个太阳能电池只能产生大约0.5V电压，远低于实际应用所需要的电压。
为了满足实际应用的需要，需把太阳能电池连接成组件。
太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池，这些太阳能电池通过导线连接。
一个组件上，太阳能电池的标准数量是36片（10cm×10cm），这意味着一个太阳能电池组件大约能产生17V的电压，正好能为一个额定电压为12V的蓄电池进行有效充电。
通过导线连接的太阳能电池被密封成的物理单元被称为太阳能电池组件，具有一定的防腐、防风、防雹、防雨等的能力，广泛应用于各个领域和系统。
当应用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时，可把多个组件组成太阳能电池方阵，以获得所需要的电压和电流。
太阳能电池的可靠性在很大程度上取决于其防腐、防风、防雹、防雨等的能力。
其潜在的质量问题是边沿的密封以及组件背面的接线盒。
这种组件的前面是玻璃板，背面是一层合金薄片。
合金薄片的主要功能是防潮、防污。
太阳能电池也是被镶嵌在一层聚合物中。
在这种太阳能电池组件中，电池与接线盒之间可直接用导线连接。
组件的电气特性主要是指电流－电压输出特性，也称为Ⅴ－Ⅰ特性曲线，如图1－3所示。
Ⅴ－Ⅰ特性曲线可根据图1－3所示的电路装置进行测量。
Ⅴ－Ⅰ特性曲线显示了通过太阳能电池组件传送的电流Im与电压Vm在特定的太阳辐照度下的关系。
如果太阳能电池组件电路短路即V＝0，此时的电流称为短路电流Isc；如果电路开路即I＝0，此时的电压称为开路电压Voc。
太阳能电池组件的输出功率等于流经该组件的电流与电压的乘积，即P＝V×I 。
当太阳能电池组件的电压上升时，例如通过增加负载的电阻值或组件的电压从零（短路条件下）开始增加时，组件的输出功率亦从0开始增加；当电压达到一定值时，功率可达到最大，这时当阻值继续增加时，功率将跃过最大点，并逐渐减少至零，即电压达到开路电压Voc。
太阳能电池的阻呈现出强烈的非线性。
在组件的输出功率达到最大点，称为最大功率点；该点所对应的电压，称为最大功率点电压Vm （又称为最大工作电压）；该点所对应的电流，称为最大功率点电流Im（又称为最大工作电流）；该点的功率，称为最大功率Pm。
随着太阳能电池温度的增加，开路电压减少，大约每升高1°C每片电池的电压减少5mV，相当于在最大功率点的典型温度系数为－0.4%/°C。
也就是说，如果太阳能电池温度每升高1°C，则最大功率减少0.4%。
所以，太阳直射的夏天，尽管太阳辐射量比较大，如果通风不好，导致太阳电池温升过高，也可能不会输出很大功率。
由于太阳能电池组件的输出功率取决于太阳辐照度、太阳能光谱的分布和太阳能电池的温度，因此太阳能电池组件的测量在标准条件下（STC）进行，测量条件被欧洲委员会定义为101号标准，其条件是：2光谱辐照度1000W/m大气质量系数AM1.5太阳电池温度25℃在该条件下，太阳能电池组件所输出的最大功率被称为峰值功率，表示为Wp(peak watt)。
在很多情况下，组件的峰值功率通常用太阳模拟仪测定并和国际认证机构的标准化的太阳能电池进行比较。
通过户外测量太阳能电池组件的峰值功率是很困难的，因为太阳能电池组件所接受到的太的实际光谱取决于大气条件及太阳的位置；此外，在测量的过程中，太阳能电池的温度也是不断变化的。
在户外测量的误差很容易达到10％或更大。
如果太阳电池组件被其它物体(如鸟粪、树荫等)长时间遮挡时，被遮挡的太阳能电池组件此时将会严重发热，这就是“热斑效应”。
这种效应对太阳能电池会造成很严重地破坏作用。
有光照的电池所产生的部分能量或所有的能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。
为了防止太阳能电池由于热班效应而被破坏，需要在太阳能电池组件的正负极间并联一个旁通二极管，以避免光照组件所产生的能量被遮蔽的组件所消耗。
连接盒是一个很重要的元件：它保护电池与外界的交界面及各组件部连接的导线和其他系统元件。
它包含一个接线盒和1只或2只旁通二极管。
2．充放电控制器：充放电控制器是能自动防止蓄电池组过充电和过放电并具有简单测量功能的电子设备。
由于蓄电池组被过充电或过放电后将严重影响其性能和寿命，充放电控制器在光伏系统中一般是必不可少的。
充放电控制器，按照开关器件在电路中的位置，可分为串联控制型和分流控制型；按照控制方式，可分为普通开关控制型(含单路和多路开关控制)和PWM脉宽调制控制型(含最大功率跟踪控制器)。
开关器件，可以是继电器，也可以是MOSFET模块。
但PWM脉宽调制控制器，只能用MOSFET模块作为开关器件。
3．直流/交流逆变器：逆变器是将直流电变换成交流电的电子设备。
由于太阳能电池和蓄电池发出的是直流电，当负载是交流负载时，逆变器是不可缺少的。
逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。
独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。
并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统，将发出的电能馈入电网。
逆变器按输出波形，又可分为方波逆变器和正弦波逆变器。
方波逆变器，电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。
正弦波逆变器，成本高，但可以适用于各种负载。
从长远看，SPWM脉宽调制正弦波逆变器将成为发展的主流。
4．蓄电池组：其作用是储存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能并可随时向负载供电。
太阳能电池发电系统对所用蓄电池组的基本要：(1) 自放电率低；(2)使用寿命长；(3) 深放电能力强；(4)充电效率高；(5) 少维护或免维护；(6)工作温度围宽；(7) 价格低廉。
目前我国与太阳能电池发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。
配套200Ah以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封免维护铅酸蓄电池；配套200Ah以下的铅酸蓄电池，一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池。
5．测量设备：对于小型太阳能电池发电系统，只要求进行简单的测量，如蓄电池电压和充放电电流，测量所用的电压和电流表一般装在控制器面板上。
对于太阳能通信电源系统、阴极保护系统等工业电源系统和大型太阳能发电站，往往要求对更多的参数进行测量，如太阳能辐射量、环境温度、充放电电量等，有时甚至要求具有远程数据传输、数据打印和遥控功能，这时要求为太阳能电池发电系统应配备智能化的“数据采集系统”和“微机监控系统”。
6．太阳能光伏电源系统的设计：太阳能光伏电源系统的设计分为软件设计和硬件设计，且软件设计先于硬件设计。
软件设计包括：负载用电量的计算，太阳能电池方阵面辐射量的计算，太阳能电池、蓄电池用量的计算和二者之间相互匹配的优化设计，太阳能电池方阵安装倾角的计算，系统运行情况的预测和系统经济效益的分析等。
硬件设计包括：负载的选型及必要的设计，太阳能电池和蓄电池的选型，太阳能电池支架的设计，逆变器的选型和设计，以及控制、测量系统的选型和设计。
对于大型太阳能电池发电系统，还要有方阵场的设计、防雷接地的设计、配电系统的设计以及辅助或备用电源的选型和设计。
软件设计由于牵涉到复杂的辐射量、安装倾角以及系统优化的设计计算，一般是由计算机来完成；在要求不太严格的情况下，也可以采取估算的办法。
⑴太阳能辐射原理：太阳电池发电的全部能量来自于太阳，也就是说，太阳电池方阵面上所获得的辐射量决定了它的发电量。
太阳电池方阵面上所获得辐射量的多少与很多因素有关：当地的纬度，海拔，大气的污染程度或透明程度，一年当中四季的变化，一天当中时间的变化，到达地面的太阳辐射直、散分量的比例，地表面的反射系数，太阳电池方阵的运行方式或固定方阵的倾角变化以及太阳电池方阵表面的清洁程度等。
要想较为准确地推算出太阳电池方阵面上所获得的辐射量，必须对太阳辐射的基本概念有所了解。
太阳辐射的基本定律太阳辐射的直散分离原理、布格－朗伯定律和余弦定律是我们所要了解的三条最基本的定律。
直散分离原理：表面（即水平面）和方阵面（即倾斜面）上所接收到的辐射量均符合直散分离原理，只不过表面所接收到的辐射量没有地面反射分量，而太阳电池方阵面上所接收到的辐射量包括地面反射分量：Qp = Sp+DpQT= ST+DT+RTQp: 水平面总辐射Sp: 水平面直接辐射Dp: 水平面散射辐射QT: 倾斜面总辐射ST: 倾斜面直接辐射DT: 倾斜面地面反射布格-朗伯定律:SD ’= SFmS：太阳常数1350W/m2SD’：直接辐射强度F: 大气透明度m: 大气质量m=1/Sinα×P/Pα: 太阳高度角Po: 标准大气压Sinα= SinφSinδ+Cos φCos δCosωδ: 太阳赤纬角δ=23.5Sin(360*(284+N)/365)φ：当地纬度（0 －90°）ω：时角（地球自转一周360度，24小时）15度/小时或4分钟/度余弦定律:Sp’ = SD’ SinαST ’ = SD’COSθDT’ = Dp’(1+CosZ)/2RT’ = Qp’(1-CosZ)/2QT = ST+DT+RT⑵太阳电池发电系统的设计(以某高山气象站为例)：当地气象地理条件：由当地气象部门提供前10年的平均数据。