光伏发电系统由哪些部分构成？其作用分别是什么
离网型光伏发电系统组成：
典型的光伏发电系统主要由光伏阵列、充放电控制器、储能装备或逆变器、负载等组成。其构成如图所示。
光照射到光伏阵列上，光能转变成电能，光伏阵列的输出电流由于受环境影响，因此是不稳定的，需要经过DC-DC转换器将其转变成稳定的电流后，才能加载到蓄电池上，对蓄电池充电，蓄电池再对负载供电。如果是并网售电，则不需要蓄电池，而是通过并网逆变器，将直流电流转换成交流电流，并到电网上进行出售。也就是说，离网型光伏发电系统必须使用到蓄电池储能，而并网型则不一定需要。
控制系统对光伏阵列的输出电压和电流进行实时采样，判断光伏发电系统是否工作在最大功率点上，然后根据跟踪算法，改变PWM信号的占空比，进而控制光伏阵列的输出电压使其工作点向最大功率点逼近。在蓄电池过充过放控制模块中，当蓄电池电压充电或放电到一定的设定值后，就会自动关闭或打开。
光伏阵列组件
光伏发电系统利用以光电效应原理制成的光伏阵列组件将太阳能直接转换为电能。光伏电池单体是用于光电转换的最小单元，一个单体产生的电压大约为0.45V，工作电流约为20~25mA/cm2，将光伏电池单体进行串、并联封装后，就成了光伏电池阵列组件。
当受到光线照射的太阳能电池接上负载时，光生电流流经负载，并在负载两端建立起端电压，这时太阳能电池的工作情况可以用下图所示的太阳能电池负载特性曲线来表示。它表明在确定的日照强度和温度下，光伏电池的输出电压和输出电流以及输出功率之间的关系，简称I-V特性和P-V特性。从图中可以看出，光伏发电系统的特性曲线具有强烈的非线性，既非恒压源也非恒流源。从其P-V特性曲线可以看出，在日照强度一定的前提下，其输出功率近似于一个开口向下的抛物线。该抛物线顶点对应的功率即为该日照强度下的P-V曲线的最大功率点，对应的电压称为最大功率点电压。为了提高光伏发电系统的转化效率，就必须使系统保持运行在P-V曲线最大功率点附近。
光伏电池阵列的几个重要技术参数：
1）短路电流（Isc）：在给定日照强度和温度下的最大输出电流。
2）开路电压（Voc）：在给定日照强度和温度下的最大输出电压。
3）最大功率点电流（Im）：在给定日照强度和温度下相应于最大功率点的电流。
4）最大功率点电压（Um）：在给定日照和温度下相应于最大功率点的电压。
5）最大功率点功率（Pm）：在给定日照和温度下太阳能电池阵列可能输出的最大功率。
DC-DC转换器
光伏电池板发出的电能是随着天气、温度、负载等变化而不断变化的直流电能，其发出的电能的质量和性能很差，很难直接供给负载使用。需要使用电力电子器件构成的转换器，也就是DC-DC转换器，将该电能进行适当的控制和变换，变成适合负载使用的电能供给负载或者电网。电力电子转换器的基本作用是把一个固定的电能转换成另一种形式的电能进行输出，从而满足不同负载的要求。它是光伏发电系统的关键组成成分，一般具备有几种功能：最大功率点追踪、蓄电池充电、PID自动控制、直流电的升压或降压以及逆变。
DC-DC转换器输出电压和输入电压的关系通过控制开关的通断时间来实现的，这个控制信号可以由PWM信号来完成。主要工作原理是保持通断周期（T）不变，调节开关的导通持续时间来控制电压。D为PWM信号的占空比。
根据输入和输出的不同形式，可将电力电子转换器分为四类，即AC-DC转换器、DC-AC转换器、DC-DC转换器和AC-AC转换器。在离网型光伏发电系统中采用的是DC-DC转换器。
DC-DC转换器，其工作原理是通过调节控制开关，将一种持续的直流电压转换成另一种（固定或可调）的直流电压，其中二极管起续流的作用，LC电路用来滤波。DC-DC转换电路可以分为很多种，从工作方式的角度来看，可以分为：升压式、降压式、升降压式和库克式等。
降压式转换器（BuckConverter）是一种输出电压等于或小于输入电压的单管非隔离直流转换器；升降压式变换器（Buck-BoostConverter）转换电路的主要架构由PWM控制器与一个变压器或两个独立电感组合而成，可产生稳定的输出电压。当输入电压高于目标电压时，转换电路进行降压；当输入电压下降至低于目标电压时，系统可以调整工作周期，使转换电路进行升压动作；而升压式转换器（BoostConverter）是输出电压高于输入电压的单管不隔离直流转换器，所用的电力电子器件及元件和Buck转换器相同，两者的区别仅仅是电路拓扑结构不同。
蓄电池
在独立运行的光伏发电系统中，储能装置是必不可少的。现在可选的储能方法有很多，如电容器储能、飞轮储能、超导储能等，但是从方便、可靠、价格等综合因素来考虑，大多数大中型的光伏发电系统都使用了免维护式的铅酸蓄电池作为系统的储能装置。
但选用铅酸蓄电池也有不足之处，它比较昂贵，初期投资能够占到整个发电系统的1/4到1/2，而蓄电池又是整个系统中较薄弱的环节，因此如果管理不当，会使蓄电池提前失效，增加整个系统的运营成本。
光伏控制模块
光伏控制模块以单片机为控制中心，为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效地为蓄电池充电。并在它充电过程中减少蓄电池的损耗，尽量延长蓄电池的使用寿命，同时保护蓄电池免受过充电和过放电的危害。如果用户使用的是直流负载，通过太阳能控制器可以为负载提供稳定的直流电（由于受天气等外界因素的影响，太阳电池阵列发出的直流电的电压和电流不是很稳定），同时也通过控制传感器电路（光控、声控等）来实现全自动开关灯功能。
单片机的主要工作是将电流采集电路和电压采集电路采集到的电流、电压进行运算比较，然后通过MPPT算法来调节PWM的占空比D，使光伏阵列组件工作在最大功率点处。
离网型逆变器
住宅用的离网型光伏发电系统因为部分负载是交流负载，因此还需要离网型逆变器，把光伏组件发出的直流电变成交流电给交流负载使用。光伏离网型逆变器与光伏并网型逆变器在主电路结构上没有较大区别，主要区别在光伏并网型逆变器需要考虑并网后与电网的运行安全。也就是同频同相抗孤岛等控制特殊情况的能力。而光伏离网型逆变器就不需要考虑这些因数。
为了提高离网型光伏发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，逆变器的性能指标非常重要。
离网型光伏发电系统的应用：
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。
光伏组件排名前十的品牌如下：
1、隆基股份
隆基绿能科技股份有限公司简称“隆基股份”，成立于2000年，聚焦科技创新，构建单晶硅片、电池组件、工商业分布式解决方案、绿色能源解决方案、氢能装备五大业务板块。形成支撑全球零碳发展的“绿电”＋“绿氢”产品和解决方案。是当前全球光伏行业龙头。
2、天合能源
天合光能股份有限公司简称“天合能源”，成立于1997年，天合光能在全球布局下游生态链，为客户提供开发、设计、施工、运维等一站式系统集成解决方案，是全球领先的光伏智慧能源整体解决方案提供商。
3、晶澳太阳能
晶澳太阳能有限公司简称“晶澳太阳能”，成立于2005年，是光伏发电解决方案平台企业，产业链覆盖硅片、电池、组件及光伏电站。晶澳在全球拥有12个生产基地，在海外拥有13个销售公司，广泛应用于地面光伏电站以及工商业、住宅分布式光伏系统，是全球领先的光伏发电解决方案平台企业。
4、晶科能源
晶科能源控股有限公司简称“晶科能源”，成立于2006年，是一家全球知名、极具创新力的太阳能科技企业。公司战略性布局光伏产业链核心环节，聚焦光伏产品一体化研发制造和清洁能源整体解决方案提供，销量多年领跑全球主流光伏市场。
5、阿特斯
阿特斯阳光电力有限公司简称“阿特斯”，2001年成立，是全球最大的太阳能光伏产品和能源解决方案提供商之一，以及全球最大的太阳能电站开发商之一。
6、东方日升
日升能源股份有限公司简称“东方日升”，成立于1986年，2010年在中国上市（股票代码：300118)。东方日升是太阳能行业的先行者之一，综合从晶圆到组件的制造商，离网系统的制造商，也是光伏项目的投资者、开发商和EPC。
7、韩华
韩华集团简称“韩华”，成立于1952年，总部位于韩国首尔，旗下韩华能源努力推动全球太阳能行业的新一轮创新发展。韩华太阳能已迅速成长为全球太阳能行业中最值得信赖的企业之一。
8、First Solar
德国first solar是世界领先的太阳能光伏模块制造商之一，1999年在亚利桑那州的坦佩市成立，前身为Solar Cell公司（SCI)。
9、尚德
尚德电力简称“尚德”，是拥有领先光伏技术的国际化高科技企业，成立于2001年9月，专业从事太阳能光伏电池、组件、光伏发电系统工程以及光伏应用产品的研发、制造、销售和售后服务，是全球最大的太阳能组件供应商之一。
10、正泰
正泰集团股份有限公司简称“正泰”，成立于1984年，正泰集团以新能源、能源配售、大数据、能源增值服务为核心业务，以光伏设备、储能、输配电、低压电器、智能终端、软件开发、控制自动化为支柱业务，是全球领先的智慧能源解决方案提供商。
根据《中华人民共和国城乡规划法》第40条规定：在城市、镇规划区内进行建筑物、构筑物等工程建设的，建设单位或者个人应当向城乡规划主管部门申请办理建设工程规划许可证。”如果业主无法出示由规划局出具的建设工程许可证，就是违法搭建。
一、前期勘察
携带专业设备对房屋露台进行勘察测量，结合业主的实际需求，确定光伏阳光房尺寸、排布、走线、结构、设计等。
二、制作光伏阳光房效果图及3D全景图
根据勘察情况及业主的需求，设计制作光伏阳光房效果图，与客户沟通确定并进行报价，签订安装合同。
三、办理光伏阳光房并网申请手续
到当地供电所办理并网申请手续，和户用光伏电站申请手续一样，可参考下图国网江苏电力公司的《居民客户分布式光伏并网业务办理告知书》：
另外需要提醒一下，有些地区在光伏阳光房施工前，一般还要到社区街道办进行零星工程备案，有些规模较大的物业管理处也可以进行零星工程备案办理。
图纸要求：
第一、图纸，那么必须先到房屋所在地的建筑主管部门进行建筑申报，房屋建设主管批准后。
第二、这类破坏结构的施工必须通过申报才能进行、消防安全设计等等。
第三、然后到物业办理施工手续，而且做钢结构还需要在楼板上做固定连接。
不管是做钢结构还是砖混，私自搭建阳光房属于违法行为，而且必然破坏露台现有的建筑层面，而且做钢结构还需要在楼板上做固定连接，必然破坏原有的防水结构。这类破坏结构的施工必须通过申报才能进行。
近年来，在能源转型和环保发展的大趋势下，不少国家在积极发展光伏产业，推动全球光伏产业持续发展。根据IHSMarkit数据，2020年全球光伏新增装机量较比往年增长10%至138GW。
按国家地区而言，目前我国在光伏领域已经走在世界前列。不仅体现在光伏装机量方面，更体现在相关产业链上。
近日，PV-Tech（全球知名光伏媒体）发布了《2021年全球组件供应商top10》。榜单显示，前十名中我国本土企业占据了7席，且包揽前三名。美国、加拿大、韩国各有1家企业上榜。
正泰新能源位居全球第十，隶属于我国电气行业巨头正泰集团。集团始创于1984年，经过三十余年的发展，现已形成了集“发电、储电、输电、变电、配电、售电、用电”于一体的全产业链优势。值得一提的是，集团业务已遍布全球140多个国家和地区，年营收高达893亿元。
韩国Q CELLS位居全球第九名，隶属于韩国十大财团之一的韩华集团，后者在能源开发领域处于全球领先地位。在官网资料中，Q CELLS是这么自称的：全球领先的太阳能公司，在中国、德国、韩国、马来西亚均设有先进技术研发中心。
尚德排名第八，早在十余年前，尚德是我国当之无愧的光伏行业龙头企业，其创始人施正荣也因此成为中国内地首富。可惜的是，在后续的发展中尚德的发展并不怎么好，于2013年宣布破产重整。经过七八年时间的恢复，现在看来尚德已经恢复了一些元气。
美国First Solar （第一太阳能）位居第七，是全球领先的太阳能光伏模块制造商之一。虽然这几年我国有不少光伏企业在美国市场布局，但仍难以撼动First Solar的市场地位。最值得一提的是，我国光伏企业技术路线大多都是晶硅太阳能电池，但First Solar走的却是薄膜太阳能电池路线。2020年，该公司实现营收27.11亿美元，归母净利润3.98亿美元。
东方日升（中国企业）位居第六名，主要从事光伏并网发电系统、光伏独立供电系统、太阳能电池片、组件等研发、生产和销售。2020年，东方日升实现营收160.63亿，2021年前三季度营收为129.88亿元。
加拿大Canadian Solar位居第五名，作为世界先进的垂直整合太阳能开发商，该公司在电池储能系统市场有着非常亮眼的表现，比如在美国市场，其在电池储能系统领域占据10%左右的份额。
晶科能源是我国乃至全球极具创新力的光伏企业，位居全球第四名。截至2021年前三季度，晶科单晶硅片产能达到约31吉瓦、电池片产能达到约19吉瓦，组件产能达到约36吉瓦。
晶澳太阳能位居第三，产业链覆盖硅片、电池、组件及光伏电池，产品远销全球135个国家和地区。2020年，该公司实现销售额高达258.47亿元。截至发稿前，市值高达1434.42亿元，是我国又一家市值上千亿的光伏企业。
天合光能位居全球第二，提供从光伏产品到智慧能源解决方案，截至目前组件累计出货量超77吉瓦。2020年，天合光能实现营收294.18亿，同比增长26.14%，实现归母净利润12.29亿元。
我国隆基股份位居全球第一，其创始人李振国是陕西首富。自成立以来，隆基始终聚焦科技创新，目前已形成包括单晶硅片、电池组件、氢能装备等在内的五大业务板块，形成了“绿电”+“绿氢”的发展路线。2021年前三季度，隆基实现营收562.06亿元，截至发稿前市值超4300亿元。
写在最后
全球能源革新是大趋势，在这个过程中太阳能、风电、水电、核电等清洁能源均备受资本青睐。在此大背景下，光伏行业有着巨大的发展空间。
有个问题需要注意，当前我国光伏产业的技术路线以晶硅太阳能电池为主，但美国光伏产业却以薄膜太阳能电池为主。
任何行业发展到中后期，都会变成技术路线的竞争，谁的技术路线更有优势、发展更好，谁才能掌握行业标准。
我们完全可以预见，未来全球光伏产业的竞争，不仅是各国企业间的竞争，更是各国不同技术路线的竞争，市场竞争程度将会更加激烈。
在“双碳”目标背景下，光伏是一座城市优化能源结构，推动“双碳”建设的重要抓手。
太阳能光伏产业在将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。未来的能源互联网将在现有电网基础上，通过先进的电力电子技术和信息技术，实现能量和信息双向流动的电力互联共享网络。
随着光伏发电等波动性电源比例的提高，要求电源侧具备更大的调节能力，分布式储能将得到普及，主动式配电网也将应运而生。太阳能发电和其他可再生能源、储能互补发电，并与负荷一起形成既可并网、又可孤网运行的微型电网，将是太阳能发电的一种新应用形式，既适用于边远农牧区、海岛供电，也适合联网运行作为电网可控发电单元。
光伏产业的不断深入发展，各行业也借助了光伏的自身优势开展应用，如光伏农业、光伏渔业、光伏水泵、光伏园区、光伏充电桩、光伏智慧路灯等等。
从数字化角度阐述下光伏行业未来发展模式：
实现大型室外光伏发电时运作状态实时监测，电站负荷情况、设备管控等信息的互联互通。数字孪生不同环境场景下的光伏电站。减少室外光伏发电站运维管控的人为操作成本与危害，实现无人值守的室外光伏电站新形势。
通过现场取景、卫星图等方式，进行场景搭建，人工摆放向日镜模型，向日镜从发电塔向外扩散排布，真实还原装机分布效果，场景从上往下看就像一朵巨大的向日葵，场景中心为发电塔，镜子作为反射太阳光的媒介，发电塔相当于一个大型的热量吸收器，一次性接收成百上千个向日镜同时折射出的热量再经过热能交换，推动汽轮发动机发电。通过图扑引擎的渲染功能，真实还原发电塔吸收热量的效果。
光热电站信息监测
通过点击交互场景中的发电塔模型，以二维弹窗形式弹出发电塔相关信息，与后台数据进行联动，接入真实数据，展示发电塔发电情况与发动机运行状态，做到实时监测管理。
光伏电站信息监测
通过对接数据接口可实现监测各方阵内汇流箱（包括母线电压、机箱温度、电流）数据，当出现告警时，可对模型进行染红闪烁显示，方便运维人员快速定位排查问题，足不出户即可实时查看设备相关指标，可结合算法实现数据分析，短时间内若出现数据异常变化的情况，提前进行告警，提醒相关人员及时做出决策。
同时接入了箱变（包括箱变油温、电压和电流）、逆变器（包括今日发电量、总有功功率、总无功功率、总功率因素、逆变器效率）、升压站相关数据，全面监测电站运行状况，由于场景比较大，做了点击设备模型视角拉近处理，可更直观的查看设备相关信息。
以往以节能降碳为主的理念，应该转变为多使用可再生能源。不少太阳能光伏企业已经在发展光储充一体化系统，这和互联网等科技企业的写字楼、车棚、电动汽车的使用等可以有机结合。科技企业还可以参与到与碳中和相关的数字化平台、物联网设备的建设、运营、管理和维护。
加强政策扶持新能源经济战略，国家相关部委推出太阳能屋顶计划。太阳能屋顶就是在房屋顶部装设太阳能发电装置，利用太阳能光电技术在城乡建筑领域进行发电，以达到节能减排目标。
采用轻量化三维建模技术， 1：1 高仿真还原光伏工业园区。3D场景将 BIM 楼宇数据叠加到地图场景中，实现 BIM + GIS 的结合展示。
2D 数据面板数字化展现园区内各区域的运行情况、安全配备、周边动态环境等情况。还支持渲染 3D Tiles 格式的倾斜摄影模型文件。Hightopo实现可交互式的 Web 三维场景，可进行缩放、平移、旋转，场景内各设备可以响应交互事件。
