光伏發電系統：離網型和并網光伏發電系統

光伏發電系統分為：獨立（離網）光伏發電系統和并網光伏發電系統。

離網型光伏發電系統

離網型光伏發電系統廣泛應用于偏僻山區、無電區、海島、通訊基站和路燈等應用場所。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉換為電能，通過太陽能充放電控制器給負載供電，同時給蓄電池組充電；在無光照時，通過太陽能充放電控制器由蓄電池組給直流負載供電，同時蓄電池還要直接給獨立逆變器供電，通過獨立逆變器逆變成交流電，給交流負載供電。

獨立光伏發電系統由哪些部分組成

獨立光伏發電系統主要由以下幾個關鍵部分組成：

太陽能電池方陣：這是獨立光伏發電系統的核心部分，主要功能是將太陽能轉換為電能。太陽能電池方陣由多個光伏電池組成，這些光伏電池通過串聯或并聯的方式連接在一起，以提供足夠的電壓和電流。

儲能裝置（蓄電池組）：蓄電池組用于存儲太陽能電池方陣在光照充足時發出的電能，并在需要時向負載供電。這確保了在光照不足或夜間，系統仍能繼續供電。

直流-交流逆變裝置：如果系統需要為交流負載供電，那么就需要一個逆變器。逆變器的作用是將太陽能電池方陣發出的直流電轉換為交流電，以適應大多數家用電器和設備的用電需求。

控制設備：控制設備在系統中起著至關重要的作用，它負責信號檢測、蓄電池的充放電控制以及其他設備的保護。

連接裝置：連接裝置將光伏發電系統中的各個部分進行電氣或機械連接，使它們形成一個完整的、能夠正常工作的系統。

離網型光伏發電系統的工作原理：主要依賴于光伏效應，通過光伏電池板將太陽能轉換為電能。整個系統由光伏電池板、控制器、蓄電池、逆變器等關鍵部件組成，并協同工作以提供穩定的電力供應。

首先，光伏電池板在有光照的情況下，吸收太陽輻射的光子能量，這些能量使光伏電池板中的半導體材料激發出電子和空穴對。在光伏電池板內部電場的作用下，電子和空穴分離并分別向電池板的兩端移動，從而形成了直流電。

接下來，控制器對光伏電池板產生的電能進行調節和控制。一方面，控制器將調整后的電能直接供應給直流負載使用；另一方面，多余的電能則被送往蓄電池組進行儲存。當光照不足或沒有光照時，控制器會自動切換至蓄電池供電模式，通過蓄電池為直流負載提供電力。

蓄電池是離網型光伏發電系統中重要的儲能設備。在充電過程中，控制器會監控蓄電池的充電狀態，確保不過充；在放電過程中，控制器同樣會監控蓄電池的放電狀態，防止過放，從而保護蓄電池的使用壽命。

最后，對于需要交流電供應的負載，逆變器發揮了關鍵作用。逆變器將直流電轉換為交流電，以滿足交流負載的用電需求。這樣，離網型光伏發電系統就能為各種設備提供穩定可靠的電力供應。

并網光伏發電系統

并網光伏發電系統：與公共電網相連接的太陽能光伏發電系統稱為并網光伏發電系統，其結構如下圖1所示，該系統包括太陽能電池陣列、DC/DC變換器、DC/AC逆變器、交流負載、變壓器等部件。并網光伏發電系統可以將太陽能電池陣列輸出的直流電轉化為與電網電壓同幅、同頻、同相的交流電，并實現與電網連接并向電網輸送電能。

這種發電系統的靈活性在于，在日照較強時，光伏發電系統在給交流負載供電的同時將多余的電能送入電網；而當日照不足，即太陽能電池陣列不能為負載提供足夠電能時，又可從電網索取電能為負載供電。

并網光伏發電系統由哪些部分組成

并網光伏發電系統主要由以下幾部分組成：

光伏組件（太陽能電池板）：光伏組件是太陽能發電系統中的核心部分，其主要作用是將太陽能轉化為電能。多個光伏組件可以通過串聯和并聯的方式構成光伏陣列，也稱為光伏方陣，以提供足夠的電壓和電流來滿足系統需求。

光伏逆變器：逆變器在并網光伏發電系統中扮演著關鍵角色。它將光伏組件產生的直流電轉換為交流電，并確保輸出電流與公共電網的電壓、頻率和相位保持一致。這樣，系統就可以順利地將電能送入電網，或者從電網中取得電能以補充不足。

控制器：盡管在并網系統中，控制器不像在獨立系統中那樣直接控制蓄電池的充放電，但它仍然負責監控和管理系統的整體運行。它確保光伏組件和逆變器之間的協調工作，優化能源產出，并可能包含一些保護功能，以防止過壓、過流等異常情況。

計量與監控系統：這部分負責監控整個系統的運行狀態，包括光伏組件的輸出、逆變器的轉換效率、系統的發電量等。通過計量與監控系統，用戶可以實時了解系統的運行狀況，并進行必要的調整和維護。

連接與保護設備：這包括電纜、接線盒、斷路器、熔斷器等，用于確保電能的安全傳輸和分配，并在必要時切斷電路以防止設備損壞或人身傷害。

并網接口：這是將光伏系統接入公共電網的關鍵部分，它確保系統的輸出電流與電網同步，并滿足電網接入的相關標準和規定。

并網光伏發電系統的工作原理主要基于光伏效應和并網技術。首先，光伏組件（太陽能電池板）通過吸收太陽輻射的光子能量，將太陽能轉換為直流電能。這些光伏組件通常以光伏陣列的形式布置，以提供足夠的電壓和電流。

接下來，產生的直流電通過光伏逆變器進行轉換。逆變器是并網光伏發電系統中的關鍵設備，它將直流電轉換為與電網電壓同頻、同相的交流電。這樣，光伏系統產生的電力就可以與公共電網進行連接和交互。

在并網過程中，并網光伏發電系統需要遵循電網的調度和管理要求。系統通過控制器和監測設備實時監測電網的狀態和光伏系統的運行狀態，確保系統的輸出與電網的要求相匹配。如果光伏系統產生的電力超過負載需求或電網的接納能力，系統可以通過調節光伏組件的輸出或逆變器的轉換效率來降低輸出電力，避免對電網造成沖擊。

審核編輯：黃飛