太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要組成有哪些

光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應原理，利用太陽能電池將光能直接轉(zhuǎn)化為電能。不管是離網(wǎng)發(fā)電還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是由光伏組件、光伏逆變器、控制柜、電纜、四大部分組成。離網(wǎng)發(fā)電還需要蓄電池將多余的電能儲存起來以備光照不足或者晚上使用。它們主要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機械部件，所以，光伏發(fā)電設備極為精練，可靠穩(wěn)定壽命長、安裝維護簡便。

1.光伏組件：

光伏組件(也叫太陽能電池板)是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。

2. 光伏逆變器：

逆變器是一種將光伏發(fā)電產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電的裝置。光伏逆變器是光伏系統(tǒng)中維持平衡的重要角色，可以配合一般交流供電設備使用。

光伏逆變器大體可以分為以下三個種類：

①獨立逆變器：用在獨立系統(tǒng)，光伏陣列為電池充電，逆變器以電池的直流電壓為能量來源。

②并網(wǎng)逆變器：逆變器的輸出電壓可以回送到商用交流電源，因此輸出弦波需要和電源的相位、頻率及電壓相同。

③備用電池逆變器：一種特殊的逆變器，由電池作為其電源，配合其中的電池充電器為電池充電，若有過多的電力，會回灌到交流電源端。

3. 控制柜：

它對蓄電池的充、放電條件加以規(guī)定和控制，并按照負載的電源需求控制太陽電池組件和蓄電池對負載的電能輸出，是整個系統(tǒng)的核心控制部分。隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，控制器的功能越來越強大，有將傳統(tǒng)的控制部分、逆變器以及監(jiān)測系統(tǒng)集成的趨勢。

太陽能光伏系統(tǒng)分為離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)：

1、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負載供電，還需要配置交流逆變器。

2、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電這后直接接入公共電網(wǎng)。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)有集中式大型并網(wǎng)電站一般都是國家級電站，主要特點是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。但這種電站投資大、建設周期長、占地面積大，還沒有太大發(fā)展。而分散式小型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，特別是光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)，由于投資小、建設快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點，是并網(wǎng)發(fā)電的主流。

3、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，又稱分散式發(fā)電或分布式供能，是指在用戶現(xiàn)場或靠近用電現(xiàn)場配置較小的光伏發(fā)電供電系統(tǒng)，以滿足特定用戶的需求，支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行，或者同時滿足這兩個方面的要求。

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本設備包括光伏電池組件、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、交流配電柜等設備，另外還有供電系統(tǒng)監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測裝置。其運行模式是在有太陽輻射的條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池組件陣列將太陽能轉(zhuǎn)換輸出的電能，經(jīng)過直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網(wǎng)逆變器逆變成交流電供給建筑自身負載，多余或不足的電力通過聯(lián)接電網(wǎng)來調(diào)節(jié)。典型的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池陣列(組件)、電纜、電力電子變換器(逆變器)、儲能裝置(蓄電池)、負載即用戶等構(gòu)成，其中，太陽能電池陣列和儲能裝置為電源系統(tǒng)，控制器和電力電子變換器為控制保護系統(tǒng)，負載為系統(tǒng)終端。下面詳細介紹下太陽能電池陣列、太陽能蓄電池和光伏逆變器。

1、太陽能電池陣列用于光電轉(zhuǎn)換的ZUI小單元是太陽能電池單體。它的尺寸為4~100cm2，工作電壓為0.45~0.50V，工作電流為20~25mA/cm2，因而不能單獨作為電源使用。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，需要將太陽能電池單體進行串聯(lián)、并聯(lián)和封裝，形成太陽能電池組件。它的功率可以從幾瓦到幾百瓦，可以單獨作為電源使用。太陽能電池陣列則是將太陽能電池組件經(jīng)過串聯(lián)、并聯(lián)后并裝在支架上，它可以輸出幾百瓦、幾千瓦甚至更大的功率，是光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能產(chǎn)生器。

2、太陽能蓄電池獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)是依靠蓄電池來儲存多余的電能，因此蓄電池在獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)中占有重要地位。目前光伏系統(tǒng)中常用的蓄電池種類很多，其中應用廣泛的主要有普通鉛酸蓄電池、堿性鎳鉻蓄電池和鉛酸免維護蓄電池三種。隨著太陽能電池組件售價的下降，蓄電池的費用在系統(tǒng)總投資中所占比重將會逐漸增加。所以，在系統(tǒng)設計時，選擇適當?shù)男铍姵仡愋?，確定合適的蓄電池容量，精確地實施安裝、操作，精心維護, 對于獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常運行十分重要。

3、電力電子變換器(逆變器)太陽能電池陣列在陽光照射下產(chǎn)生的是直流電，然而日常生活中的常用負載大多需要以交流電源供電，如日光燈、電視機、電冰箱、電風扇、空調(diào)等，絕大多數(shù)動力機械也是如此。因此需要一種把直流轉(zhuǎn)換為交流的裝置，這就是逆變器。光伏發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器是一種變流電路，其作用是把太陽能電池陣列所發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為各種不同要求頻率和電壓值的交流電。因此，除特殊用戶外，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中都需要配備逆變器。此外，逆變器還具有自動調(diào)壓或手動調(diào)壓功能，可改善光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電質(zhì)量。顯而易見，逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)中不可缺少的重要配套設備。

一般光伏發(fā)電系統(tǒng)由組件、逆變器、并網(wǎng)箱、支架、交直流線纜等輔材組成。其中組件是發(fā)電系統(tǒng)的核心組成部分，由組件組成方陣將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，實現(xiàn)光伏發(fā)電。下圖演示了一個光伏電站從發(fā)電到接入電網(wǎng)的流程，利用支架將組件方陣固定在屋面上，方陣產(chǎn)生的直流電流經(jīng)直流線纜，由逆變器轉(zhuǎn)換為交流電后，經(jīng)過并網(wǎng)箱，最后匯入電網(wǎng)。作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，組件的重要參數(shù)有功率、電壓、電流、長寬尺寸和重量等，其中組件的電壓和電流決定對應逆變器的類型，長寬尺寸決定一個屋頂可以安裝組件的塊數(shù)。

逆變器可以將組件輸出的直流電轉(zhuǎn)換為一般電器所支持的交流電，還可以最大限度地發(fā)揮太陽電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護功能。

光伏電站逆變器的選型要考慮電站裝機容量、組件電壓和電流、組件塊數(shù)等參數(shù)。并網(wǎng)箱主要由刀閘、斷路器及有關的控制元件組成，作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的末端，起到連接電網(wǎng)和發(fā)電系統(tǒng)、保護及計量光伏發(fā)電的總電量的作用，方便故障檢修管理，提高發(fā)電系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟效益。

光伏支架作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分之一，主要起到連接組件與屋面的作用;以平屋頂為例，在保證電站承載、抗風性能處于安全的前提下，電站起傾角安裝，可以最大限度的獲得高發(fā)電量，提高業(yè)主收益。

天合原裝導軌，截面形狀采用“U”型設計，抗壓、抗彎性能滿足電站承重要求，材質(zhì)使用鋅鋁鎂鍍鋅鋼材，具有切口生銹自修復的優(yōu)點，不僅耐腐蝕而且美觀。