如何防止光伏组件中的电流故障

1、电量

自然界中的一切物质都是由分子组成的，分子又是由原子组成的，而原子是由带正电荷的原子核和一定数量带负电荷的电子组成的。在通常情况下，原子核所带的正电荷数等于核外电子所带的负电荷数，原子对外不显电性。但是，用一些办法，可使某种物体上的电子转移到另外一种物体上。失去电子的物体带正电荷，得到电子的物体带负电荷。物体失去或得到的电子数量越多，则物体所带的正、负电荷的数量也越多。

物体所带电荷数量的多少用电量来表示。电量是一个物理量，它的单位是库仑，用字母C表示。1C的电量相当于物体失去或得到6.25×1018个电子所带的电量。

光伏效应：太阳能电池的工作原理，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。

2、电流

电荷的定向移动形成电流。电流有大小，有方向。

1）电流的方向：人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。金属导体中，电流是电子在导体内电场的作用下定向移动的结果，电子流的方向是负电荷的移动方向，与正电荷的移动方向相反，所以金属导体中电流的方向与电子流的方向相反。

2）电流的大小：电学中用电流强度来衡量电流的大小。电流强度就是l秒钟通过导体截面的电量。电流强度用字母I表示，计算公式如下：

式中 I——电流强度，单位安培(A)；

Q——在t秒时间内，通过导体截面的电量数，单位库仑(C)；

t ——时间，单位秒(s)。

实际使用时，人们把电流强度简称为电流。电流的单位是安培，简称安，用字母A表示。如果1秒内通过导体截面的电量为1库仑，则该电流的电流强度为1安培，习惯简称电流为1安。实际应用中，除单位安培外，还有千安(kA)、毫安(mA)和微安( μA)。

它们之间的关系为：1kA=103A ，1A=10m3A ，1mA=103µA。

电流又分正流电和交流电，太阳能组件，蓄电池等发出来的电是直流电，电流方向不变，但这种电大部分家用电器都用不了，大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交流电，这是我们日常用的电，电流方向变化的快慢叫频率，我国为50Hz，即每秒种变化50次，称之为工频，有一些国家为60Hz。再往上还有中频和高频。

由交流电变成直流电叫整流，这样的设备叫整流器，反过来，由直流电变成变流电叫逆变，这样的设备叫逆变器。

光伏逆变器就是把光伏组件发出来的直流电变成变流电，光伏组件如果没有接入逆变器或者控制器，就形成不了一个回路，这时候没有电流，只有电压。

3、电压

电压用字母V表示，单位为伏特，电场力将1库仑电荷从a点移到b点所做的功为1焦耳，则ab间的电压值就是1伏特，简称伏，用字母V表示。常用的电压单位还有千伏(kV)，毫伏(mV)等。

它们之间的关系为：1 kV=103V，l V=103mV。

电压与电流相似，不但有大小，而且有方向。对于负载来说，电流流人端为正端，电流流出端为负端。电压的方向是由正端指向负端，也就是说负载中电压实际方向与电流方向一致。对于直流电而言，有正极和负极，电压就是正极和负极之间的电压差，对于三相交流电而言，有相线和零线，相线和相线之间的电压叫线电压，我国为380Vac，相线和零线之间的电压叫相电压，我国为220Vac。

光伏组件有两种电压，开路电压和工作电压，如265W的组件，工作电压一般为30.7V，开路电压一般为38.2V。不同的组件电压也不一样，一般60片电池的组件，工作电压一般为30V到31V之间，72片电池的组件，工作电压一般为35V到36V之间。

常用电压：一般手机充电器和USB电源是5Vdc，铅酸蓄电池有2V、6V和12V等三种规格，36Vdc以下称为安全电压，这个电压范围内对人体没有危害。

我国的交流电压分为三种，单相220V，三相380V称为低压，一般是家用和工商业用。三相10kV，15kV，35kV称为中压，110kV、220kV、330kV、500kV，1000KV称为高压。

不同的国家电压等级不一样，如美国有110V，208V，480V等电压等级，具体可以参考《世界各国电网结构与逆变器的选型》这篇文章。

光伏组件和逆变器配在一起，如果有阳光，并网逆变器接入电网，离网逆变器接入负载，就会有电压和电流，形成一个回路，这时光伏组件和逆变器就形成一个电源。

4、电源

电源是利用非电力把正电荷由负极移到正极的，它在电路中将其他形式能转换成电能。电动势就是衡量电源能量转换本领的物理量，用字母E表示，它的单位也是伏特，简称伏，用字母V表示。

电源的电动势只存在于电源内部。人们规定电动势的方向在电源内部由负极指向正极。在电路中也用带箭头的细实线表示电动势的方向，当电源两端不接负载时，电源的开路电压等于电源的电动势，但二者方向相反。

可以用测量组件电压的办法，来判断组件的好坏，比如在有阳光的情况下测得组件正负极之间的电压是35Vdc，证明组件是正常工作，如果测出来是0Vdc，则证明组件是坏的。

电源又分为电压源和电流源，离网逆变器是电压源，其特点是输出电压保持恒定，输出电流随负载而变化，离网逆变器要配蓄电池才给正常工作，因为光伏输入不稳定，负载也不稳定，需要用蓄电池稳定电压，当光伏输入功率大于负载的功率时，多余的电能进入蓄电池储存起来，防止系统电压升高，当光伏输入功率小于负载的功率时，不足的电能由蓄电池来补充，防止系统电压降低。并网逆变器是电流源，电压跟随电网电压，电流是跟随阳光辐射量等因素变化而变化。

从电源到负载，需要电缆做为导体来传递电能，由于电缆都有电阻，会产生电压降，所以尽管我国低压的单三相电压等级是220/380V，但并网逆变器做为电源，其单三相输出额定电压为230/400V。

5、电阻

一般来说，导体对电流的阻碍作用称为电阻，用字母R表示。电阻的单位为欧姆，简称欧，用字母Ω表示。如果导体两端的电压为1伏，通过的电流为1安，则该导体的电阻就是1欧。常用的电阻单位还有(kΩ)、兆欧(MΩ)。它们之间的关系为：1 kΩ=103Ω，1 MΩ=103kΩ。

应当强调指出：电阻是导体中客观存在的，它与导体两端电压变化情况无关，即使没有电压，导体中仍然有电阻存在。实验证明，当温度一定时，导体电阻只与材料及导体的几何尺寸有关。对于二根材质均匀、长度为L、截面积为S的导体而言，其电阻大小可用下式表示：

式中 R——导体电阻，单位为欧(Ω)；

L——导体长度，单位为米(m)；

s——导体截面积，单位为平方毫米(mm2)；

ρ——电阻率，单位为欧·米(Ω·m)。

式中电阻率是与材料性质有关的物理量。电阻率的大小等于长度为1m，截面积为1mm2的导体在一定温度下的电阻值，其单位为欧米(Ω：m)。

例如，铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m，就是指长为1m，截面积为1mm2的铜线的电阻是1.7×10-8Ω。

铜和铝的电阻率较小，是应用极为广泛的导电材料。以前，由于我国铝的矿藏量丰富，价格低廉，常用铝线作输电线。由于铜线有更好的电气特性，如强度高、电阻率小，现在铜制线材被更广泛应用。

分布式光伏系统直流电缆和交流电缆一般都采用铜电线或者铜电缆。这是由于铜线内阻少，消耗的电功也比较少。

6、电功、电功率

电流通过用电器时，用电器就将电能转换成其他形式的能，如热能、光能和机械能等。

我们把电能转换成其他形式的能叫做电流做功，简称电功，用字母W表示，电功是一个瞬时值。 电压单位为伏，电流单位为安，电阻单位为欧，时间单位为秒，则电功单位就是焦耳，简称焦，用字母J表示。电流在单位时间内通过用电器所做的功称为电功率，用字母P表示，电功率是一个带时间轴的二维值。

功率计算方法如下：

直流功率=直流电压*直流电流。单相交流功率=交流电压*交流电流；三相交流功率=线电压*电流*1.732，如一台三相逆变器，输出额定电压是400V，输出额定电流为64.5A，输出功率为400*64.5*1.732，约为44.7kW。

电功单位为焦耳，时间单位为秒，则电功率的单位就是焦耳/秒。焦耳/秒又叫瓦特，简称瓦，用字母W表示。在实际工作中，常用的电功率单位还有千瓦(kW)、毫瓦(mW)等。它们之间的关系为：1kW=103W，1W=103mW。

1）当用电器的电阻一定时，电功率与电流平方或电压平方成正比。若通过用电器的电流是原来电流的2倍，则电功率就是原功率的4倍；若加在用电器两端电压是原电压的2倍,则电功率就是原功率的4倍。

2）当流过用电器的电流一定时，电功率与电阻值成正比。对于串联电阻电路，流经各个电阻的电流是相同的，则串联电阻的总功率与各个电阻的电阻值的和成正比。

3）当加在用电器两端的电压一定时，电功率与电阻值成反比。对于并联电阻电路，各个电阻两端电压相等，则各个电阻的电功率与各电阻的阻值成反比。

在实际工作中，电功的单位常用千瓦小时(kW·h)，也叫“度”。1千瓦小时是1度，它表示功率为1千瓦的用电器1小时所消耗的电能，即1kW·h=1kW×1h。

1、定义分析：

三相电：三相交流电源，是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源

单相电：单相电即一根相线（俗称火线）和一根零线构成的电能输送形式

2、三相电之于单相电的优势分析：

1）从使用角度考虑，三相电的电压更高，可以驱动大功率的电器，例如，三相电可以驱动鼠笼式感应电动机，这种点击结构简单，维修制造方便，耐用，在工业上有重要用途，所以工业用电一般都是三相电。其次，采用三相电就有了更多的电压选择，因为三相电可以接出单相电，而单相电不能接出三相电。

2）从安全角度考虑，三相电可以提供更好的电压等级，相对较安全，假设电压是380V如果是单相的话就是一根线是380V，一根线是0V，但是如果是三相的话，两根线都是220V，电压等级的下降，在绝缘，线径等一系列安全问题上都有优势。

3）从物理学角度考虑，单相瞬时功率曲线是起伏的，不够稳定，而三相电机瞬时功率是一条直线，相当于平均功率，相对稳定。再者，因为三相电势三个相位互相差123度的单相电，由于这个原因，4更显就可以传输3倍的单相电能。

4）从经济角度考虑，对企业而言，使用的电压越高，电费就越便宜。对归家而言，如果是单相发电，全国一样要建输电塔，一样要挖电缆沟，和三相输电成本差不多，但是三相输电效率要高很多，相同成本下，三相电的输电能力比单相的强。

3、三相并网发电与单相并网发电比较

三相并网发电系统应用场合广，逆变器功率密度高，输出电能质量好，三相平衡对电网影响小，电网负担轻，电能利用率高，将会越来越多的应用于各个场合的发电系统中，为此，欧姆尼克作为户用系统的金牌供应商，推出了全新系列的小功率三相光伏并网逆变器，为户用并网系统提供了新的，智能化的新概念解决方案。

希望以上能帮到楼主，谢谢！