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第二章 太阳能光伏发电系统及相关概念
2.1 太阳能光伏发电系统的组成
太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池的光伏效应, 将太阳光辐射能直接转换成电
能的一种新型发电系统。一套基本的光伏发电系统一般是由太阳能电池板、太阳能控制
器、逆变器和蓄电池 (组)构成
[9]
。下面是各个组成部分的具体分析:
1)太阳能电池板。太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分,其作用是
将太阳能直接转换成电能,供负载使用或存贮于蓄电池内备用。
2)太阳能控制器。太阳能控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电
压,快速、平稳、高效的为蓄电池充电,并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的
使用寿命;同时保护蓄电池,避免过充电和过放电现象的发生。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 (由于天气的原因,太阳电池方
阵发出的直流电的电压和电流不是很稳定 )。
3)逆变器。逆变器的作用就是将太阳能电池阵列和蓄电池提供的低压直流电逆变
成 220 伏交流电,供给交流负载使用。
4)蓄电池 (组)。蓄电池 (组)的作用是将太阳能阵列发出的直流电直接储存起来, 供
负载使用。在光伏发电系统中,蓄电池处于浮充放电状态,当日照量大时,除了供给负
载用电外,还对蓄电池充电;当日照量小时,这部分储存的能量将逐步放出。
2.2 太阳能光伏发电系统的分类
光伏发电系统是直接将太阳光能转换为电能的装置,根据光伏系统与电网的关系,
可以分为独立于电网的光伏系统和并网系统。独立于电网的光伏系统,常用在远离电网
的偏远地区。而在并网系统中,光伏发电系统代替电网提供有用功率,也把功率馈送会
电网。直接把光伏电池与负载相连,中间不带储能装置,这类光伏系统叫直接耦合光伏
系统,但这类系统在阴雨天和晚上的时候不能提供能量,所以通常中间要加入蓄电池。
由于光伏系统受外界因素影响比较大,所以为获得额定功率输出,通常要加上控制器来
调节、控制和保护系统功能。所以,光伏发电系统基本包括光伏电池板、电力电子变换
装置、储能装置、控制器四大部分,如图 2.1 所示。储能装置一般采用蓄电池,尤其是
铅酸蓄电池。 电力电子变换装置根据负载的不同分为两类
[10]
:(1)直流变换器, 按照直流
负载的要求供电。 (2)逆变器,通常为工频逆变器,输出恒频、恒压的交流电。在并网光
伏发电系统中还要有交流并网装置和电能计量装置。控制器为整个系统的控制核心,负
责对系统各运行参数进行检测,并根据预设和判断做出控制指令,使系统能够自动稳定
运行,并工作于最佳状态。一般由一个控制器进行集中控制。
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