光伏发电系统介绍33484
光伏发电原理及发电系统简介
光伏发电原理及发电系统简介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。
这种技术的关键元件是太阳能电池。
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。
一、光伏效应如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子-空穴对。
界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。
电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。
通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。
此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。
对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5~0.6V。
通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多，电流越大。
界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。
二、原理太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。
这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
太阳能发电有两种方式，一种是光-热-电转换方式，另一种是光-电直接转换方式。
(1)光-热-电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。
前一个过程是光-热转换过程;后一个过程是热-电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍。
(2)光-电直接转换方式该方式是利用光伏效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光-电转换的基本装置就是太阳能电池。
太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。
当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。
光伏发电系统
一般来说，太阳能电池方阵的安装形式有以下三种：安装在地面上、安装在柱上、安装在屋顶上。具体采用 哪一种安装形式又要受到一些具体因素影响，诸如可利用空间大小、方阵尺寸、采光条件、风负载、视觉效果及 安装难度、破坏和盗窃问题等。在上述几种安装形式中，首选的是安装在地面上，因为它具有简单易行的特点。 而安装在柱子上面的难度受电池板离地面高度的影响。而安装在屋顶上的难度则由屋顶是否陡峭而定，在比较陡 的屋顶上工作不仅耗时费力，而且非常危险。在安装过程中，尤其要避免对电池板电气性能造成损伤，为此太阳 能电池板的表面应该覆盖，减小损伤的概率。还可以在光伏电站周围修建围墙，使动物无法靠近设备．以此保证 系统安全。同时，安装的太阳能电池板应该面向中午的太阳，而不要对着指南针的方向，这一点在相关资料中都 有说明。
2021年6月，国家能源局综合司下发《关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》（以 下简称《通知》）指出，中国建筑屋顶资源丰富、分布广泛，开发建设屋顶分布式光伏潜力巨大。开展整县（市、 区）推进屋顶分布式光伏建设，有利于整合资源实现集约开发，有利于削减电力尖峰负荷，有利于节约优化配电 投资，有利于引导居民绿色能源消费，是实现“碳达峰、碳中和”与乡村振兴两大国家重大战略的重要措施。其 中，项目申报试点县（市、区）的党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于 50%。
分类
分类
独、蓄电池组、充电控制器、电力电子变换器(逆变器)、负载等组成。其 工作原理是，太阳辐射能量经过光伏阵列首先被转换成电能，然后由电力电子变换器变换后给负载供电。同时将 多余的电能经过充电控制器后以化学能的形式储存在储能装置中。这样在日照不足时，储存在电池中的能量就可 经过电力电子逆变器、滤波和工频变压器升压后变成交流220V、50 Hz的电能供交流负载使用。太阳能发电的特点 是白天发电，而负载往往却是全天候用电，因此在独立光伏发电系统中储能元件必不可少，工程上使用的储能元 件主要是蓄电池。
光伏发电系统资料
光伏发电系统资料pptxx年xx月xx日•光伏发电系统概述•光伏电池及组件•光伏发电系统的设计•光伏发电系统的安装与调试目•光伏发电系统的维护与优化•光伏发电系统的发展趋势与挑战录01光伏发电系统概述光伏发电系统是指利用太阳能电池板将太阳能转化为直流电，再通过逆变器转化为交流电的发电系统。
定义光伏发电系统具有无噪音、无污染、能量转换效率高、应用范围广泛等优点，是绿色、可持续发展的能源。
特点光伏发电系统的定义与特点组成光伏发电系统主要由太阳能电池板、控制器、逆变器、蓄电池等组成。
工作原理太阳能电池板通过吸收太阳光能，产生直流电，控制器对直流电进行调节和保护，逆变器将直流电转化为交流电，最后输出给负载。
光伏发电系统的组成与工作原理住宅用电光伏发电系统可以作为家庭用电的补充，提供可靠的电力支持，同时减少对环境的污染。
公共设施可以利用光伏发电系统来提供照明、交通信号、公园用电等多种用途。
大型工业企业可以利用光伏发电系统来降低电力成本，提高能源利用效率。
光伏发电系统可以与农业设施相结合，提供电力支持，促进农业现代化发展。
光伏发电系统可以应用于电动汽车、船舶等领域，提供清洁、可持续的能源动力。
光伏发电系统的应用领域公共设施农业应用移动能源工业用电02光伏电池及组件1光伏电池的种类与特性23包括单晶硅电池和多晶硅电池，转换效率高，可靠性好，适合大规模生产。
晶体硅电池包括铜铟镓硒和碲化镉等，制造成本低，可弯曲，但效率相对较低。
薄膜光伏电池能量密度高，可快速充电，但需要使用贵金属催化剂。
质子交换膜电池03质子交换膜组件由阳极、阴极、质子交换膜、电解质等组成，通过电化学反应实现光电转换。
光伏组件的构造与原理01晶体硅组件由晶体硅电池、玻璃、EVA、背板等组成，通过封装形成发电单元。
02薄膜光伏组件由导电基板、光敏材料、电路等组成，通过层叠和封装实现发电功能。
光伏组件的生产流程晶体硅组件生产流程切片、清洗、制绒、扩散、刻蚀、镀膜、丝网印刷等。
光伏发电系统介绍
3）环境监测系统（风力、风向、太阳光辐射、温度等）
七、典型案例
1、上海汇泰大楼智能楼宇光伏发电微网项目 光伏组件采用单晶硅电池组件
2、上海市漕溪能源转换基地车棚透光型光伏发电系统 采用非晶体硅薄膜电池
3、崇明北沿风电场微网项目光伏发电系统 采用多晶硅双玻透光光伏组件，墙体外立面垂直安装
根据光伏组件的工作电压及组串的数量 确定逆变器的MPPT电压范围
880V
目前光伏组件最大系统电压为DC1000V
750A
输入最大功率、MPPT为880V
4
交流侧
10--500kW
三相380Vac
310-450Vac
50Hz
47-51.5Hz
功率因素
≥ 0.99（额定功率）
总电流波形失真率 夜间损耗 最大效率
50Hz <4％ >0.99 独立逆变模式 <5％
备注
有效值 可设定 额定功率时 额定功率时 线性负载
50±1％ Hz
15kW
525-767V
Vdc
672V
Vdc
（未完，接下表）
实测值
三相四线 15kVA 23kVA
392V 可设定 50.1 Hz 3.5% 0.992
2% 50.1 Hz
15KW 515-767V
谢谢!
并网电流波形控制要求快速，需要 在1个开关周期（80微秒）内实现对
蓄电池 电流采
样
+ - Idcref
PI
SVPWM
控制=0
-
+ Idref
PLL
abc/dq
va vb vc
目标电流的跟踪。系统控制如图5所
太阳能光伏系统介绍
根据不同的应用场合，太阳能并离网储能系统、并网储能系1）并网发电系统光伏并网系统由组件、并网逆光伏组件由光照产生直流电经并网光伏系统主要有两种上网额上网”。
一般分布式光伏发电池产生的电优先给负载，当够时，电网和光伏系统可以同2）离网发电系统离网光伏区、无电区、海岛、通讯基站器、蓄电池、负载等构成。
离过太阳能控制逆变一体机给负过逆变器给交流负载供电。
太阳能光伏系统太阳能光伏发电系统一般分为并网发电系统、离网储能系统和多种能源混合微网系统等五种。
并网逆变器、光伏电表、负载、双向电表、并网柜流电经过逆变器转换成交流电供给负载和送入电网种上网模式，一个是“自发自用、余电上网”，另光伏发电系统主要采用“自发自用、余电上网”模载，当负载用不完后，多余的电送入电网，当供给可以同时给负载供电。
离网光伏发电系统，不依赖电网而独立运行，一般应讯基站和路灯等。
系统一般由光伏组件、太阳能控成。
离网发电系统在有光照的情况下将太阳能转换机给负载供电，同时给蓄电池充电；在无光照时，。
针对无电网地区或经常停电地区，实用性很强、离网发电系统、并网柜和电网组成，入电网。
”，另一个是“全网”模式，太阳能当供给负载电量不一般应用于偏僻山阳能控制器、逆变能转换为电能，通照时，由蓄电池通性很强。
3）并离网储能系统并离网光伏发电系统广泛应用于经常停电，或者光伏自发自用不能余电上网、自用电价比上网电价贵很多、波峰电价比波谷电价贵很多的场所。
系统由光伏组件、太阳能并离网一体机、蓄电池、负载等构成。
光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池充电；在无光照时，由蓄电池给太阳能控制逆变一体机供电，再给交流负载供电。
该系统相比并网发电系统，增加了充放电控制器和蓄电池，在电网停电时，光伏系统还可以继续工作，逆变器可以切换成离网工作模式，给负载供电。
4）光伏并网储能系统并网储能光伏发电系统，能够存储多余的发电量，提高自发自用的比例。
光伏发电系统简介
光伏户用系统、独立电站简介
东营公司 2013
一、系统概述
独立光伏系统： 独立光伏系统由光伏组件、逆变器、控制装置、蓄电池组成。以 光伏电池板为发电部件，控制器对所发的电能进行调节和控制，一方
面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量
送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄 电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过 充。当蓄电池所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电， 保护蓄电池。蓄电池可以贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。 （小型太阳能供电系统为户用系统、大型太阳能供电系统为独立电站）
系统设计
独立电站系统概况（以西藏某地区为例）
系统类型 电站容量 负载情况 工作电压 设计使用年限 独立光伏发电系统 36.48KW 无电户385户及学校、寺庙 220V50HZ 25年
编号 负载名称 电压（V） 1 照明节能灯 2 电视机 3 DVD机 4 录音机 5 打茶机 6 冰柜 7 牛奶分离器 220 220 220 220 220 220 220
5、蓄电池：
蓄电池：
储能设备，将太阳能组件发出的电能储存。
6、逆变器：
逆变器：
将太阳能组件发出的直流电转换成交流电。
7、光伏配电柜：
配电柜：
将逆变器输出单路电压分成多路，提供给不同负载使用。
四、系统设计
光伏户用系统概览
户用光伏独立系统型号 光伏组件 控制逆变一体机 蓄电池型号 日发电量 RESH Y1200 RES 140 系列 RESKN 2000-48 12V /150A h 约3kW h （度）
功率
负载
（W） 数量 18 4 70 1 25 1 10 1 12 1 95 1 250 1 合 计
太阳能光伏发电系统概述
太阳能光伏发电系统概述徐林温州市尚高新能源科技有限公司摘要：在全球经济高速发展的今天，国际能源安全已上升到了国家的高度，各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。
太阳能在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。
太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。
关键词：太阳能、光伏发电、太阳能电池板、充放电控制器、系统1系统简介太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。
太阳能电池组件（Solar cells）是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。
而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。
2、系统分类太阳能光伏发电系统分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统及分布式光伏发电系统：1、独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。
主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。
2、并网光伏发电系统就是太阳能组件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这后直接接入公共电网。
并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站，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。
但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，发展难度较大。
而分散式小型并网光伏系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网光伏发电的主流。
3、分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。
分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。
光伏发电系统介绍
逆变单元
LC滤波器
变压器
交流接触器
交流侧 EMC 滤波器
交流防雷器
交流断路器
L1 L2 L3 N
带隔离变压器的集中式并网逆变器 功率等级有25kW/50kW/100kW/250kW
PV+ PV-
直流 断路 器 直流 侧 EMC 滤波 器
直流 防雷 器
逆变 单元
LC滤波 器
交流 接触 器
交流 断路 器
具有完善的能量管理系统，可实现
并网运行；离网运行；
并网转孤岛；孤岛转并网；
黑启动功能、平抑电网波动、削峰填谷
光伏组件
电网友好关系等
柴油发电机 光伏逆变器
与纯离网系统相比的主要优势
1、应用范围更宽，工作模式多 2、系统配置灵活 3、带载能力强
光伏组件
光伏逆变器
蓄电池
秘密
11/42
储能逆变器
电网 监控 本地负荷
功率等级
几百kW~几百 MW
几百kW~几十 MW
几百kW~几MW
特点 集中，朝向一致
地域 西北地区，日照充足
分散，朝向不一致
山地丘陵地带
集中，朝向一致，湿度大 中原地带，多湖泊，鱼塘
问题 输送困难 建设成本高，遮挡 湿度大，腐蚀问题
几十kW~几MW
分散，朝向不一致
工商业发达地区
承重，建筑物阴影等
几十kW~几百kW
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
太阳能光伏发电系统介绍
太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。
独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。
一套基本的太阳能发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池构成，下面对各部分的功能做一个简单的介绍：太阳电池板太阳电池板的作用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。
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）。
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。
蓄电池组蓄电池组是将太阳电池方阵发出直流电贮存起来供负载使用。
在光伏发电系统中，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。
在冬天日照量少时，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。
光伏发电系统简介
光伏发电系统简介
光伏发电系统分类
一、离网型太阳能发电系统
1、直流太阳能发电系统 2、交流太阳能发电系统 3、交直流太阳能发电系统
二、并网型太阳能发电系统
1、单相并网发电系统 2、三相并网发电系统
三、离网并网混合型太阳能发电系统
光伏发电系统简介
离网型光伏系统构成
离网型太阳能发电 系统由太阳能组件 （太阳能电池或太 阳能电池板）、太 阳能控制器、蓄电 池（组）组成。如 输出电源为交流 220V或380V，还 需配置逆变器。
光伏发电系统简介
晶体硅太阳能电池与非晶硅太阳能电池各自优缺点
晶体硅太阳能电池： 优点：技术成熟、单位面积转换效率高（15%-18%） 缺点：弱光性差、只能做成固定形状 非晶硅太阳能电池： 优点：弱光性强、可做成成任意形状，特别适合BIPV 缺点：技术不太成熟、单位面积转换效率低（最高9%）
光伏发电系统简介
光伏发电系统简介
光伏发电原理
太阳能发电的主要原理是根据光生伏打效应，由太阳 能组件发出直流电，如为并网系统则通过并网逆变器 直接将电能并入电网；如为离网系统则通过太阳能控 制器给蓄电池及负载充放电。
光伏发电系统简介
光生伏打效应
一束光照在半导体上和照在金属或绝缘体上效果截然不同。由于金属中 自由电子如此之多，以致光引起的导电性能的变化完全可忽略。绝缘体 在很高温度下仍未能激发出更多的电子参加导电。而导电性能介于金属 和绝缘体之间的半导体对体内电子的束缚力远小于绝缘体，可见光的光 子能量就可以把它从束缚激发到自由导电状态，这就是半导体的光电效 应。当半导体内局部区域存在电场时，光生载流子将会积累，和没有电 场时有很大区别，电场的两侧由于电荷积累将产生光电电压，这就是光 生伏特效应，简称光伏效应。
光伏发电系统介绍
防止非计划性孤岛现象的发生。 1.13 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。 1.14 安装容量 Capacity of installation
再将若干个光伏串并联汇流后接入的装置。 1.7 光伏支架 PV support bracket
光伏发电系统中，为了摆放、安装、固定光伏组件而设计的特殊结构。 1.8 BAPV 光伏建筑附加 Building attached PV
将光伏组件附着在建筑物上，与用户或电网相连接形成的光伏发电系统。 1.9 BIPV光伏建筑一体化 Building integrated PV
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• 独立光伏发电系统（离网系统）结构
2 光伏发电系统概述
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独立光伏发电系统的基本工作原理
• 在太阳光的照射下，将太阳电池组件产生的电能通过控制器的 控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供 电，如果日照不足或者在夜间则由蓄电池在控制器的控制下给 直流负载供电，对于含有交流负载的光伏系统而言，还需要增 加逆变器将直流电转换成交流电。光伏系统的应用具有多种形 式，但是其基本原理大同小异。
19
3 光伏发电系统主要部件简介
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逆变器的工作原理
• 逆变器也称为逆变电源，是将直流电能转换成交流电能的变流装置，是太 阳能光伏系统中的一个重要部件；
• 逆变器是通过半导体功率开关的开通和关断作用，把直流电能转变成交流 电能的，是整流变换的逆过程；
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3 光伏发电系统主要部件简介
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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
超级电容
超级电容具有快速充放电 和长寿命的特点，可以作 为光伏储能的补充。
最大功率跟踪技术
扰动观察法
扰动观察法通过不断扰动 光伏电池的工作点，观察 其输出功率的变化，以实 现最大功率跟踪。
恒压法
恒压法通过保持光伏电池 的输出电压恒定，实现最 大功率跟踪。
智能算法
智能算法采用人工智能技 术，通过学习和优化光伏 电池的工作点，实现最大 功率跟踪。
光伏发电系统的市场规模
全球市场规模
随着技术的进步和环保意识的提高， 全球光伏发电市场规模持续扩大，预 计未来几年仍将保持快速增长。
国内市场规模
我国光伏发电市场发展迅速，已成为 全球最大的光伏发电市场，未来市场 潜力巨大。
光伏发电系统的市场竞争格局
国内企业竞争
我国光伏发电企业数量众多，竞争激烈，其中一些技术领先、品牌知名度高的企业在市场中占据主导 地位。
光伏发电系统的政策支持
补贴政策
01
政府为鼓励光伏发电系统的应用，提供了一系列的补贴政策，
包括对光伏发电项目的投资补贴、电价补贴等。
税收优惠
02
政府对光伏发电企业实行税收优惠政策，如减免增值税、所得
税等，降低企业的运营成本。
贷款支持
03
政府与金融机构合作，为光伏发电项目提供低息贷款，减轻企
业的资金压力。
光伏发电系统利用光伏效应，将太阳 光照射在光伏电池上，光子能量被吸 收后，光子的电子从束缚状态跃迁到 自由状态，形成电流。
光伏发电系统的组成
光伏电池板
逆负责吸收太阳光并产生 直流电。
将直流电转换为交流电， 以便接入电网或供给家
用电器。
用于储存多余电能，以 备夜间或阴天使用。
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。
第一讲光伏发电系统简介及输电线路相关知识
十一、光伏发电系统缺点：
1、地面应用时有间歇性和随机性，发电量与气候条件有关，
在晚上或阴雨天就不能或很少发电;
2、能量密度较低，标准条件下，地面上接收到的太阳辐射强
度为1000W/M^2。大规格使用时，需要占用较大面积;
3、价格比较贵，为常规发电的3~15倍，初始投资高。
4、后期投资较大，储能的蓄电池平均每2-3年要更换一次。
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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。
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经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流 电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接公共电网来调 节。
分布式光伏发电系统主要组成部分：光伏阵列、直流汇流箱、 直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜、负载、公共电网、监控 系统。 三、光伏发电系统特点：
与现有的主要发电方式相比较，光伏发电系统的特点有:工作 点变化较快，这是由于光伏发电系统受光照、温度等外界环境因 素的影响很大;输入侧的一次能源功率不能主动在技术范围内进 行调控，只能被动跟踪当时光照条件下的最大功率点，争取实现 发电系统的最大输出;光伏发电系统的输出为直流电，需要将直 流电优质地逆变为工频交流才能带负荷。 四、光伏发电系统发电原理：
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换位杆塔：线路杆塔上的导线排列，除等边三角形外，其 他的排列方式，导线之间的距离均不相等，因此，每相导线的 感应阻抗都不相等，电压降也不相等。导线换位（相）的目的 是使每相导线的电容也相等，可减少邻近的平行电力线路相互 影响和对邻近的平行电讯线路干扰影响。导线换位一般在直线 杆塔上进行，全绝缘架空地线的换位，有时也在耐张杆塔上进 行。
光伏发电系统简介讲解
单一组件的发电量是十分有限的， 实际运用中，是单一组件通过电缆和汇 线盒实现组件的串、并联，组成整个的 组件系统，称为光伏阵列。
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光伏控制器是独立光伏发电系统中 非常重要的部件控制光伏阵列对蓄电池 组进行充电，并控制蓄电池组对后负载 的放电，实现蓄电池组的过充和过放保 护，对蓄电池进行温度补偿，并监控蓄 电池组的电压和启动相关辅助控制。
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a、 过载保护； b、 短路保护； c、 接反保护； d、 欠压保护； e、 过压保护； f、 过热保护。
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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。
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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。
电池组件输出=日需求/效率
电池组件的输出又由位置和电池组件数量确定
由位置确定倾角，电池组件数量可确定PV组件尺寸
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感谢您的欣赏！
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主要有三种：
1.独立光伏发电系统（离网系统） 2.并网光伏发电系统 3.混合型光伏发电系统
在近几年的光伏发电体系中，并网光 伏发电系统是主要的发展方向，它可以节 省了蓄电池的费用；通过研究理想的最大 功率追踪控制技术，也将降低太阳电池发 电的成本。
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独立光伏发电系统是指与电力系统不发生任何 关系的闭合系统。它通常用做便携式设备的电源， 向远离现有电网的地区或设备供电，以及用于任何 不想与电网发生联系的供电场合。
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。
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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。
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如图所示，当断开外部电网时，根据 调度指令PCS和光伏逆变器可组成独 立微网的供电系统，该系统能实现对 本地负载的供电。同时，当光伏发电 系统发出的电能大于本地负载消耗的 电能时，可通过PCS将多出的电能向 电池组充电，如果电池组SOC达到 100%，则光伏逆变器调节输出功率以 稳定三相交流母线的电压；当光伏发 电系统发出的电能不能满足本地负载 消耗，则PCS转入放电状态向三相母 线供应电能以稳定交流母线电压。
（2）商业化使用的太阳能电池组件中， 单晶硅组件转换效率最高，多晶硅其次 ，但两者相差不大。
（3）晶体硅电池组件、刚性非晶硅组件 故障率极低，运行维护最为简单。
（4）晶体硅光伏组件、刚性非晶硅组件 安装简单方便。
（5）非晶硅薄膜电池在价格、弱光响应 ，高温性能等方面具有一定的优势，同 时容易配合建筑物的整体效果进行造型 ，但是组件效率较低，在安装场地面积 有限情况下，会影响到安装总容量。
2、光伏并网发电系统的组成部分
太阳能电池组件 汇流箱
并网逆变器 并网接入系统（含升压变压器、 高低压、开关柜，计量柜等） 控制系统（含自动化监控系统，调度系统、站用直流系统、站用
交流系统等）
三、并网光伏发电站主要设备参数及设计方案
1、光伏电池板组件参数 1）太阳能电池分类（目前国内常用商业类） 单晶硅电池 多晶硅电池 非晶体硅薄膜电池
2、汇流箱的选型
汇流箱的作用：
在太阳能光伏发电系统中，为减少光伏电池组件与逆变器之间的连线，同时减少 直流电缆的线损，需要在光伏组件安装侧将一定数量的光伏组件进行串、并联，再 送入逆变器直流侧。同时在汇流箱内安装直流防雷模块，起到光伏电站的防雷作用 。
3、光伏逆变器基本功能及技术特性
1）基本功能 太阳能逆变器是一种功率电子电路，能把太阳能电池板的直流电压转换 为交流电压并入公用电网或来驱动当地的交流负载，是整个太阳能发电 系统的关键组件。 完成DC/AC 转换的电流连接到电网 找出最佳的操作点以优化太阳能光伏系统的效率
名称
转换效率
安装方式
性能比较
单晶硅电池
多晶硅电池 非晶硅薄膜电池
20.4%（2cm×2cm ）
14.5%（2cm×2cm ）
8.6%（10cm×10cm ）
铝合金边框。 适合屋顶、地面大 型光伏电站
铝合金边框。 适合屋顶、地面大 型光伏电站
无边框，适合与建 筑一体化安装
（1）晶体硅太阳能电池组件技术成熟， 且产品性能稳定，使用寿命长。
2）各种光伏组件基本参数表对照表
项目
单晶硅电池组件 （245W)
最大功率Pm(W) 最大功率下工作电压(V) 最大功率下工作电流(I)
开路电压(V) 短路电流(A) 最大系统电压(V) 电池片尺寸 电池片数量 电池组件尺寸(cm) 电池组件重量(kg)
245 29.92 8.19 37.68 8.56 DC1000V 156×156
能光伏电站。
任务的太阳能光伏电站。
主要应用于远离公共电网的地区 和一些特殊场所，如为边远偏僻农 村、海岛、农牧渔民提供照明等基 本的生活用电，为通信中继站、边 防哨所等特殊处所提供电源。
它是太阳能光伏发电进入大规模商 业化发电阶段、成为电力工业组成 部分的重要发展方向，是当今世界 太阳能光伏发电技术发展的主流趋 势。
光伏发电系统基本介绍及设计 方案
江苏金思源电力科技有限公司
一、光伏并网发电系统示意图
1、典型光伏发电系统示意图
2、光伏发电系统（带储能系统）示意图
二、并网光伏电站基本构架
1、概述
太阳能光伏电站按照运行方式可分为:
离网太阳能光伏电站
并网太阳能光伏电站
未与公电网相联接独立供电的太阳 与公共电网相联接且共同承担供电
直流
DC
滤波
器
AC
逆变器电气回路图
交流
L1
滤波
L2
器
L3
N
避雷器
2）光伏逆变器技术特性
最大直流功率
MPPT范围
最大直流电压 最大直流输入电流
最大输入路数
额定输出功率 额定电网电压 允许电网电压 额定电网频率
允许电网频率
光伏并网逆变器技术特性
直流侧
10--500kWp
根据光伏电站的光伏组件安装情况，合 理配置逆变器容量
60 1650 ×990 ×40
19.5
多晶硅电池 组件
240 29.72 8.48 37.51 8.08 DC1000V 156×156
60 1650 ×990 ×40
非晶硅薄膜 半透明组件 (48W)
48W 64 0.76 84 0.96
DC1000V
1245 ×635 ×7.5 14.4
3）各种电池的性能比较
风力发电系统中，使其并网发电更稳定。
PCS能够适应储能系统不同的充放电控模式
充放电模式可以通过远方或就地进行参数设置，实现恒流和恒 功率充放电。PCS的额定功率能满足电池组的额定长时间工作，
最大功率能满足电池组的迅速放电能力。
2）储能变流PCS在储能系统中的典型应用
5、PCS和光伏逆变器的独立微网运行
<3%（额定功率） <30W
96.5%（含变压器）
3）保护功能
孤岛保护 短路保护 电网恢复自启动
过流保护 欠压保护 直流过压保护 输入极性反接保护 系统接地保护
逆变器保护功能 同时采用主动式和被动式保护，动作时间小于2s
短路故障，动作时间小于20ms 2min 内启动
当输出电流超过额定电流的150% 时，逆变器0.1s内自动保护
具有电网欠压保护 ,保护值可设定 工作状态下直流电压过压保护 ，保护值可设定
当输入端正、负极接反时， 逆变器自动保护
系统接地时自动保护
4、储能变流器（PCS）基本功能及技术特性
1）概述
储能变流器(简称PCS)
双向充放电的并网变流装置 ，它肩负着充电和电能回馈作用，是 储能系统的关键设备之一。当PCS从电网吸收能量时，运行在可控 整流状态对蓄电池充电，反之，若变流器向电网馈送能量时，PCS 工作于有源逆变状态将蓄电池电能向电网输送。PCS可将夜间的 “谷电”或平日富余的电能存储起来以平衡电网峰谷，它不仅可 应对电网中断和大面积停电等突发事件，同时，可用于太阳能及
230-820V
根据光伏组件的工作电压及组串的数量 确定逆变器的MPPT电压范围
880V
目前光伏组件最大系统电压为 DC1000V
750A
输入最大功率、MPPT为880V
4
交流侧
10--500kW
三相380Vac
310-450Vac
50Hz
47-51.5Hz
功率因素
≥ 0.99（额定功率）
总电流波形失真率 夜间损耗 最大效率