光伏发电的主要设备构成有哪些

光伏发电系统（PV

System）是将太

阳能转换成电能的发电系统，利用的

是光生伏特效应。光伏发电系统分为

独立太阳能光伏发电系统、并网太阳

能光伏发电系统和分布式太阳能光伏

发电系统。

它的主要部件是太阳能电池、蓄电池

、控制器和逆变器。其特点是可靠性

高、使用寿命长、不污染环境、能独

立发电又能并网运行，受到各国企业

组织的青睐，具有广阔的发展前景。

主要有三种：1.独立光伏发电系统（

离网系统）

2.并网光伏发电系统

3.分

布式光伏发电系统

独立光伏发电系统主要组成部分

1.

光伏阵列

2.

光伏

3.

蓄电池组

4.

逆变器

5.

监控系统

6.

负载

并网光伏发电系统主要组成部分

1.

光伏阵列

2.

并网逆变器

3.

公共电网

4.

监控系统

分布式光伏发电系统主要组成部分

1.

光伏阵列

2.

直流汇流箱

3.

直流配电柜

4.

并网逆变器

5.

交流配电柜

6.

负载

7.

公共电网

8.

监控系统

独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏

发电不与电网连接的发电方式，典型

特征为需要用蓄电池来存储夜晚用电

的

能量。独立太阳能光伏发电在民用范

围内主要用于边远的乡村，如家庭系

统、村级太阳能光伏电站；在工业范

围内主要用于电讯、

太阳能水泵，在具备风力发电和小水

电的地区还可以组成混合发电系统，

如风力发电/太阳能发电互补系统等。

并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏

发电连接到国家电网的发电的方式，

成为电网的补充，典型特征为不需要

蓄电池。

庭为单位，商业用途主要为企业、政

府大楼、

美化景观照明系统等的供电，工业用

途如太阳能农场。

分布式太阳能光伏发电又称分散式发

电或分布式供能，是指在用户现场或

靠近用电现场配置较小的光伏发电供

电系统，以满足特定用户的需求，支

持现存配电网的经济运行，或者同时

满足这两个方面的要求。其运行模式

是在有太阳辐射的条件下，光伏发电

系统的太阳能电池组件阵列将太阳能

转换输出的电能，经过直流汇流箱集

中送入直流配电柜，由并网逆变器逆

变成交流电供给建筑自身负载，多余

或不足的电力通过联接公共电网来调

节。

逆变电源将直流电转化为交流，功率晶体管T1、T3和T2、T4交替开通得到交流电力，若直流电压较低，则通过交流变压器升压，即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变电源，由于直流母线电压较高，交流输出一般不需要变压器升压即能达到220V，在中、小容量的逆变电源中，由于直流电压较低，如12V、24V，就必须设计升压电路。

中、小容量逆变电源一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种主电路。推挽电路，将升压变压器的中性抽头接于正电源，两只功率管交替工作，输出得到交流电力，由于功率晶体管共地，驱动及控制电路简单，另外由于变压器具有一定的漏感，可限制短路电流，因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低，带动感性负载的能力较差。

图3所示的全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，功率晶体管T1、T4和T2、T3反相，T1和T2相位互差180度。调节T1和T2的输出脉冲宽度，输出交流电压的有效值即随之改变。四只功率晶体管的控制信号和输出波形，由于该电路具有能使T2和T4共同导通的功能，因而具有续流回路，即使对感性负载，输出电压波形也不会畸变。该电路的缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地，因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。另外，为防止上、下桥臂发生共同导通，在T1、T4及T2、T3之间必须设计先关断后导通电路，即必须设置死区时间，其电路结构较复杂。

推挽电路和全桥电路的输出都必须加升压变压器，由于工频升压变压器体积大，效率低，价格也较贵，随着电力电子技术和微电子技术的发展，采用高频升压变换技术实现逆变，可实现高功率密度逆变，这种逆变电路的前级升压电路采用推挽结构，但工作频率均在20KHZ以上，升压变压器采用高频磁芯材料，因而体积小/重量轻，高频逆变后经过高频变压器变成高频交流电，又经高频整流滤波电路得到高压直流电（一般均在300V以上）再通过工频逆变电路实现逆变。

采用该电路结构，使逆变虬路功率密度大大提高，逆变电源的空载损耗也相应降低，效率得到提高，该电路的缺点是电路复杂，可靠性比上述两种电路低。

太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）和太阳跟踪控制系统组成。如输出电源为交流220V或 110V，还需要配置逆变器。 太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。

原材料特点：

电池片：采用高效率（16.5%以上）的单晶硅太阳能片封装，保证太阳能电池板发电功率充足。

玻璃： 采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃)， 厚度3.2mm,在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上，对于大于1200 nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射，透光率不下降。

EVA：采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.78mm的优质EVA膜层作为太阳电池的密封剂和与玻璃、TPT之间的连接剂。具有较高的透光率和抗老化能力。

TPT：太阳电池的背面覆盖物—氟塑料膜为白色，对阳光起反射作用，因此对组件的效率略有提高，并因其具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率。当然，此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。

边框：所采用的铝合金边框具有高强度，抗机械冲击能力强。 太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。

主要特点：

1、使用了单片机和专用软件，实现了智能控制；

2、利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。放电终了电压是由放电率曲线修正的控制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性，符合蓄电池固有的特性，即不同的放电率具有不同的终了电压。

3、具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制；以上保护均不损坏任何部件，不烧保险；

4、采用了串联式PWM充电主电路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM高3%-6%，增加了用电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统由更长的使用寿命；同时具有高精度温度补偿；

5、直观的LED发光管指示当前蓄电池状态，让用户了解使用状况；

6、所有控制全部采用工业级芯片（仅对带I工业级控制器），能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使用了晶振定时控制，定时控制精确。

7、取消了电位器调整控制设定点，而利用了E方存储器记录各工作控制点，使设置数字化，消除了因电位器震动偏位、温漂等使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素。 1、太阳能取之不尽，用之不竭，地球表面接受的太阳辐射能，能够满足全球能源需求的1万倍。只要在全球4%沙漠上安装太阳能光伏系统，所发电力就可以满足全球的需要。太阳能发电安全可靠，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定的冲击。

2、太阳能随处可取，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路的损失；

3、太阳能不用燃料，运行成本很低；

4、太阳能发电没有运动部件，不易用损坏，维护简单，特别适合于无人值守情况下使用；

5、太阳能发电不会产生任何废弃物，没有污染、噪声等公害，对环境无不良影响，是理想的清洁能源；

6、太阳能发电系统建设周期短，方便灵活，而且可以根据负荷的增减，任意添加或减少太阳能方阵容量，避免浪费。 1、地面应用时有间歇性和随机性，发电量与气候条件有关，在晚上或阴雨天就不能或很少发电；

2、能量密度较低，标准条件下，地面上接收到的太阳辐射强度为1000W/M^2。大规格使用时，需要占用较大面积；

3、价格比较贵，为常规发电的3~15倍，初始投资高。

4、后期投资较大，储能的蓄电池平均每2-3年要更换一次。