光伏发电系统：离网型和并网光伏发电系统

光伏发电系统分为：独立（离网）光伏发电系统和并网光伏发电系统。

　　离网型光伏发电系统

离网型光伏发电系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。

　　独立光伏发电系统由哪些部分组成

独立光伏发电系统主要由以下几个关键部分组成：

太阳能电池方阵：这是独立光伏发电系统的核心部分，主要功能是将太阳能转换为电能。太阳能电池方阵由多个光伏电池组成，这些光伏电池通过串联或并联的方式连接在一起，以提供足够的电压和电流。

储能装置（蓄电池组）：蓄电池组用于存储太阳能电池方阵在光照充足时发出的电能，并在需要时向负载供电。这确保了在光照不足或夜间，系统仍能继续供电。

直流-交流逆变装置：如果系统需要为交流负载供电，那么就需要一个逆变器。逆变器的作用是将太阳能电池方阵发出的直流电转换为交流电，以适应大多数家用电器和设备的用电需求。

控制设备：控制设备在系统中起着至关重要的作用，它负责信号检测、蓄电池的充放电控制以及其他设备的保护。

连接装置：连接装置将光伏发电系统中的各个部分进行电气或机械连接，使它们形成一个完整的、能够正常工作的系统。

离网型光伏发电系统的工作原理：主要依赖于光伏效应，通过光伏电池板将太阳能转换为电能。整个系统由光伏电池板、控制器、蓄电池、逆变器等关键部件组成，并协同工作以提供稳定的电力供应。

首先，光伏电池板在有光照的情况下，吸收太阳辐射的光子能量，这些能量使光伏电池板中的半导体材料激发出电子和空穴对。在光伏电池板内部电场的作用下，电子和空穴分离并分别向电池板的两端移动，从而形成了直流电。

接下来，控制器对光伏电池板产生的电能进行调节和控制。一方面，控制器将调整后的电能直接供应给直流负载使用；另一方面，多余的电能则被送往蓄电池组进行储存。当光照不足或没有光照时，控制器会自动切换至蓄电池供电模式，通过蓄电池为直流负载提供电力。

蓄电池是离网型光伏发电系统中重要的储能设备。在充电过程中，控制器会监控蓄电池的充电状态，确保不过充；在放电过程中，控制器同样会监控蓄电池的放电状态，防止过放，从而保护蓄电池的使用寿命。

最后，对于需要交流电供应的负载，逆变器发挥了关键作用。逆变器将直流电转换为交流电，以满足交流负载的用电需求。这样，离网型光伏发电系统就能为各种设备提供稳定可靠的电力供应。

　　并网光伏发电系统

并网光伏发电系统：与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统称为并网光伏发电系统，其结构如下图1所示，该系统包括太阳能电池阵列、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、交流负载、变压器等部件。并网光伏发电系统可以将太阳能电池阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电，并实现与电网连接并向电网输送电能。

这种发电系统的灵活性在于，在日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。

　　并网光伏发电系统由哪些部分组成

并网光伏发电系统主要由以下几部分组成：

光伏组件（太阳能电池板）：光伏组件是太阳能发电系统中的核心部分，其主要作用是将太阳能转化为电能。多个光伏组件可以通过串联和并联的方式构成光伏阵列，也称为光伏方阵，以提供足够的电压和电流来满足系统需求。

光伏逆变器：逆变器在并网光伏发电系统中扮演着关键角色。它将光伏组件产生的直流电转换为交流电，并确保输出电流与公共电网的电压、频率和相位保持一致。这样，系统就可以顺利地将电能送入电网，或者从电网中取得电能以补充不足。

控制器：尽管在并网系统中，控制器不像在独立系统中那样直接控制蓄电池的充放电，但它仍然负责监控和管理系统的整体运行。它确保光伏组件和逆变器之间的协调工作，优化能源产出，并可能包含一些保护功能，以防止过压、过流等异常情况。

计量与监控系统：这部分负责监控整个系统的运行状态，包括光伏组件的输出、逆变器的转换效率、系统的发电量等。通过计量与监控系统，用户可以实时了解系统的运行状况，并进行必要的调整和维护。

连接与保护设备：这包括电缆、接线盒、断路器、熔断器等，用于确保电能的安全传输和分配，并在必要时切断电路以防止设备损坏或人身伤害。

并网接口：这是将光伏系统接入公共电网的关键部分，它确保系统的输出电流与电网同步，并满足电网接入的相关标准和规定。

并网光伏发电系统的工作原理主要基于光伏效应和并网技术。首先，光伏组件（太阳能电池板）通过吸收太阳辐射的光子能量，将太阳能转换为直流电能。这些光伏组件通常以光伏阵列的形式布置，以提供足够的电压和电流。

接下来，产生的直流电通过光伏逆变器进行转换。逆变器是并网光伏发电系统中的关键设备，它将直流电转换为与电网电压同频、同相的交流电。这样，光伏系统产生的电力就可以与公共电网进行连接和交互。

在并网过程中，并网光伏发电系统需要遵循电网的调度和管理要求。系统通过控制器和监测设备实时监测电网的状态和光伏系统的运行状态，确保系统的输出与电网的要求相匹配。如果光伏系统产生的电力超过负载需求或电网的接纳能力，系统可以通过调节光伏组件的输出或逆变器的转换效率来降低输出电力，避免对电网造成冲击。

审核编辑：黄飞