光伏发电系统介绍
光伏发电系统
光伏发电系统分为：并网光伏系统、独立光伏系统。
并网光伏发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。
通过光伏组件将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。
独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。
据预测，太阳能光伏发电在21世纪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2010年我国太阳能电池组件产量上升到10GW，占世界产量的45%，连续4年太阳能电池产量居世界第一。
但薄膜电池产量还很小，硅基薄膜电池产业化技术尚未成熟。
我国2010年新增光伏发电装机500MW，累计达到900MW，居世界前十。
同时为营造光伏市场，我国政府也采取了一系列的政策措施，主要包括财政补贴和上网电价补贴政策。
在市场需求的拉动下，我国的光伏产业链规模已经形成。
无论是装备制造，还是配套的辅料生产，国产化进程都在加速。
此外，我国已经掌握了产业链的各个环节中的关键技术，并在不断地创新和发展。
在光伏产业链中，实际产能的多晶硅生产商总数有20～30家，60多家硅片企业，60多家电池企业，330多家组件企业，国内外上市的光伏公司有30家左右，行业年产值超过3 000多亿元，进出口额220亿美元，就业人数30万人。
基于目前的发展情况，我国光伏产业发展中存在的主要问题从制造业与市场环节两个方面进行了归纳总结。
从制造业这一方面来看，我国光伏研发投入不够，没强有力的技术支撑能力，存在为了追求利润盲目扩张落后产能、重复建设的现象，以及缺乏可持续和清洁发展理念，让原本是清洁能源产业背负了高耗能、高污染的骂名。
从市场的角度来看，尽管我国的光伏产业链已经逐步形成，但由于缺少市场发展的支撑，即长期的发展目标，难以使其规模进一步增长，并突破成本瓶颈。
光伏发电原理及发电系统简介
光伏发电原理及发电系统简介光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
这种技术的关键元件是太阳能电池。
太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
一、光伏效应如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子-空穴对。
界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。
电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。
通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。
此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。
对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5~0.6V。
通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多，电流越大。
界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。
二、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结内建电场的作用下，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。
这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
太阳能发电有两种方式，一种是光-热-电转换方式，另一种是光-电直接转换方式。
(1)光-热-电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。
前一个过程是光-热转换过程;后一个过程是热-电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍。
(2)光-电直接转换方式该方式是利用光伏效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光-电转换的基本装置就是太阳能电池。
太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。
当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。
光伏电站基础知识总结
一、光伏发电系统光伏发电系统是利用太阳能组件和配套电气设备将太阳能转换成所需要电能的发电系统。
当光线照射到太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收，使电子发生了跃迁，成为自由电子，该自由电子在PN结两侧聚集形成电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的功率输出。
该过程的实质是光子能量转换成电能的过程。
二、光伏发电系统的分类分布式光伏发电系统主要分为并网光伏发电系统和离网光伏发电系统。
并网发电系统又分为集中式光伏发电系统和分布式光伏发电系统。
三、集中式光伏电站系统集中式光伏发电系统规模较大，安装集中，整体升压输送到电网。
建设地点主要是荒山荒坡、滩涂、戈壁、鱼塘等地。
集中式光伏发电系统主要由光伏组件、直流汇流箱、并网逆变器、交流配电柜、光伏支架、监控系统、电缆等部分组成。
1、系统主要组成部件：光伏组件太阳电池组件—实用型功率系统的基本单元，是光伏系统的主要组成部分。
为使太阳电池在工程中应用，对硅电池片进行电气连接及结构集成和封装成“太阳电池组件”（简称“组件”）。
主要分为：单晶组件、多晶组件、薄膜组件。
2、系统主要部件：光伏逆变器将直流电转换成交流电，是光伏系统的最主要电气设备。
主要分为并网逆变器、离网逆变器、组合型逆变器。
并网逆变器又包括：微型逆变器、组串型逆变器、集中型逆变器。
3、系统主要部件：配电设备直流设备：主要用于对光伏组件串直流电缆进行汇流，再与并网逆变器或直流配电柜连接。
交流设备：将若干个光伏逆变器并联接入交流配电柜，在交流配电柜内汇流后输出。
功能：主要保护光伏系统运行安全以及将线缆整合，避免线路交叉。
4、系统主要部件：支架系统作为光伏阵列的支撑部分，连接基础与光伏组件; 将光伏组件按照设计的规定分为若干个方阵。
5、系统主要部件：监控系统光伏发电监控系统可对太阳能光伏电站里的电池阵列、汇流箱、逆变器、交直流配电柜、等设备进行实时监控和控制，通过各种样式的图表及数据快速掌握电站的运行情况，其友好的用户界面、强大的分析功能、完善的故障报警确保了光伏电站的完全可靠和稳定运行。
光伏并网发电系统
系统设计原则与步骤
• 原则：确保系统安全、可靠、高效、经济、环保，满足用 户需求。
系统设计原则与步骤
步骤
1
2
1. 确定安装地点和规模，评估当地光照资源。
3
2. 设计光伏方阵，选择合适的组件和支架。
系统设计原则与步骤
5. 进行系统调试和验收。
4. 设计输配电系统，包括 变压器和电缆。
3. 设计并网逆变器和控制 系统。
储能式逆变器
具备储能功能，可在电力需求 低谷期储存电能，并在高峰期
释放，平衡电网负荷。
逆变器的工作原理与技术参数
工作原理
将光伏组件产生的直流电转换为交流 电，并输送到电网中。
技术参数
包括额定功率、输入电压范围、输出 电压范围、效率、功率因数等。
效率
衡量逆变器转换效率的重要指标，通 常要求达到95%以上。
为公园、学校、医院等公共设施提供电力 ，减少对传统能源的依赖。
农业领域
偏远地区供电
应用于农业大棚、灌溉系统等，提供绿色 能源，促进农业可持续发展。
解决偏远地区供电难题，提高当地居民生 活质量。
光伏并网发电系统的实际案例分析
住宅区光伏并网发电系统
医院光伏并网发电系统
该系统为住宅区提供稳定、可靠的绿 色电力，降低碳排放，提高居民生活 质量。
将太阳能转换为直流电能。
逆变器
将直流电能转换为交流电能。
并网控制器
确保交流电能与电网同步，实现并网发电。
储能设备（可选）
用于平衡电网负荷，提高供电稳定性。
02 光伏电池与组件
光伏电池的类型与特性
晶体硅电池
基于单晶硅或多晶硅材料，是目 前市场占有率最高的光伏电池类 型。其特性是效率高、稳定性好， 但成本相对较高。
离网型光伏发电系统(系统配置及产品介绍)
SD2405B、SD2410B（2路输出）。
二、离网型光伏发电系统产品
小功率控制器技术参数
小功率控制器的特点
充电模式
保护功能
路灯控制器的特点
充电模式
保护功能
二、离网型光伏发电系统产品
1.光伏控制器 1.2分类 中功率控制器（home系列）
二、离网型光伏发电系统产品
1.光伏控制器 1.3产品图片
• 中功率控制器
SD1220、SD1230、SD2420、SD2430、SD4815 （202×132×45 mm）
二、离网型光伏发电系统产品
1.光伏控制器 1.3产品图片
• 大功率控制器
4U卧式 （421*482*177mm）
二、离网型光伏发电系统产品
• 正弦波(SN系列)
二、离网型光伏发电系统产品
2.逆变器 2.4技术性能及参数
• 正弦波(SN系列)
二、离网型光伏发电系统产品
2.逆变器 2.4技术性能及参数
• 正弦波(SN系列)
二、离网型光伏发电系统产品
2.逆变器 2.4技术性能及参数
• 正弦波(SN系列)
二、离网型监控系统
系统以WINDOWS2000/XP操作系统为平台，所有的人机接口使用英文 界面,包括菜单、操作提示、图形、表格。 监控系统的功能包括： 数据采集与处理、报警处理、事件顺序记录和事故追忆功能、在线统计计 算、画面显示和打印、与远方查询系统的信息交换、可以连续存储20年以 上的电站所有的运行数据和所有的故障纪录 可以集成环境监测仪
二、离网型光伏发电系统产品
2.逆变器 2.1命名
3、正弦波系列逆变器型号组成各部分的字母及含义 3.1第一部分用字母SN表示正弦波系列逆变器。
光伏发电系统
光伏发电系统光伏发电系统是将太阳能转换成电能的发电系统，利用的是光生伏打效应。
光伏发电系统分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统。
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、卫星广播电视、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。
民用太阳能光伏发电多以家庭为单位，商业用途主要为企业、政府大楼、公共设施、安全设施、夜景美化景观照明系统等的供电，工业用途如太阳能农场。
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。
各部分的作用为：太阳能电池板：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。
太阳能控制器：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。
蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。
其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。
逆变器：在很多场合，都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。
由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。
为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。
光伏系统基础知识
光伏系统基础知识一、概要当我们谈论光伏系统时，我们是在谈论利用太阳能转换为我们生活所需的电力的系统。
光伏系统简单说，就是太阳能发电的装置。
你可能会好奇，这个神奇的系统是如何工作的？它有哪些重要的部分？又有什么是需要注意的？别急让我们来一起探索一下光伏系统的奇妙世界吧！从基础的入门知识开始，让我们一起领略太阳能的魅力，为绿色地球出一份微薄之力。
跟着我让我们轻松理解光伏系统的基础知识！1. 光伏系统的定义和重要性光伏系统就是我们通常说的太阳能发电系统，它是利用太阳能转换成电能的装置。
听起来好像很复杂，但其实它的原理很简单。
就是那些闪闪发光的太阳能板，它们能够接收太阳的光，然后把光转化成我们可以用的电。
这个过程就像是把太阳光变成我们家里的灯光一样，是个神奇的转化过程。
光伏系统的出现和使用对我们人类来说非常重要，你知道为什么吗？因为我们一直在寻找一种清洁、可再生的能源来替代那些会造成污染的能源。
煤炭和石油是我们目前使用最多的能源，但它们产生的废气会污染我们的空气和环境。
而太阳能是一种永远不会耗尽的能源，它清洁、无污染，而且取之不尽用之不竭。
所以光伏系统的出现，对我们来说，真的是个很棒的消息。
它不仅能帮助我们减少对环境的污染，还能让我们的能源更加可持续，更好地守护我们的地球家园。
我们真的可以好好利用这个神奇的系统，为我们的未来创造一个更好的环境。
2. 光伏技术的发展历程及现状好的接下来为您编写《光伏系统基础知识》中关于“光伏技术的发展历程及现状”的部分。
说起光伏技术，其实它的发展历史可是相当悠久了。
早在很久之前，人们就发现了某些物质在光照下能够产生电流的特性，也就是我们现在说的光伏效应。
不过真正让这项技术飞速发展起来，还是在最近几十年里。
从一开始的探索研究到逐步实际应用，再到现在的大规模的商业化生产，光伏技术可以说是日新月异，发展势头非常迅猛。
目前全球都在大力推广清洁能源，光伏技术可谓是站在了风口上。
随着技术的进步，光伏电池的效率不断提高，成本却不断降低，这让更多的人和企业开始使用光伏发电。
光伏发电系统
在中国仲巴县，这个县城里所有的供热都是由太阳能来提供的。图中左侧黑色的那部分就是太阳能集热器 （Solar collector），面积有3.5万平方米，就像我们平常用到的热水器那样，能够把太阳能变成热能。它收 集了热以后，储存在图中那个彩色的罐子里。这个罐子可以24小时发热，供给县城的采暖。这是百分之百的太阳 能，完全零碳。
“光伏＋土地生态修复”
据《联合国防治荒漠化公约》统计，全球处于超干旱以及干旱的土地面积约为平方千米，占全球陆地表面的 17.2%。而且，每年沙漠的面积还在不断扩大。土地退化中和（Land Degradation Neutrality, LDN）和退化 土地生态修复一直以来都是地球面临的重要课题。荒漠化土地虽然有待修复，但也提供了大量的土地资源，因此， 将荒漠化土地生态修复与光伏建设相结合将带来多方面的收益。荒漠上的太阳能面板不仅可以供电，还可以减少 地面受到的日照辐射和水分蒸发量。清洗电池板时喷洒的水分，提高了土壤表层的含水量，促进了植被的生长和 恢复。
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二、光伏汇流箱
在太阳能光伏发电系统中，为了 减少太阳能光伏电池阵列与逆变器之 间的连线，用户可以将一定数量、规 格相同的光伏电池串联起来，组成一 个个光伏串列，然后再将若干个光伏 串列并联接入KBT-PVX系列光伏汇流防 雷箱，在光伏防雷汇流箱内汇流后， 通过直流断路器输出，与光伏逆变器 配套使用从而构成完整的光伏发电系 统，实现与市电并网。汇流箱里配置 了光伏专用直流防雷模块、直流熔断 器和断路器等。
路继续供电的状态。 1.12 防孤岛 Anti-Islanding
防止非计划性孤岛现象的发生。 1.13 峰值日照时数 Peak sunshine hours
一段时间内的辐射度积分总量相当于辐射度为1KW/m2的光源所持续照射时 间，其单位为小时h。 1.14 安装容量 Capacity of installation
panel)。
1.2 光伏组件串 Photovoltaic(PV) modules string
在光伏发电系统中，将若干个光伏组件串联后，形成具有一定直流电输
出的电路单元。
1.3 光伏方阵 PV array
将若干个光伏组件在机械和电气上按一定方式组装在一起并且有固定的
支撑结构而构成的直流发电单元。以称光伏阵列。
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2.3 光伏发电的规模等级划分标准
（一）、根据装机容量确定光伏发电站的等级 根据国际能源机构（IEA）的分类如下： 1、小规模（100kW以下） 2、中规模（100kW-1MW） 3、大规模（1MW-10MW） 4、超大规模（10MW以上）
（二）、根据电网接入电压确定光伏发电站的等级 根据国家电网标准的分类如下： 1、小规模（接入0.4kV电网的PV电站）小于或等于1MW 2、中规模（接入10-35kV电网） 1~30MW 3、大规模（接入66kV及以上电网）大于30MW
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光伏发电系统介绍
目录
LOGOContent Nhomakorabea1、 术语
2、 光伏发电系统概述
3、 光伏发电系统的构成与工作原理
4、发电量计算
5、光伏电站的运行维护
2
1.1 光伏组件 PV module
1 术语
LOG具O 有封装及内部联结的、能单独提供直流电输出的、最小不可分割的太 阳电池组合装置。又称太阳电池组件（Solar cell module)或太阳能板（Solar
1.4 光伏发电系统 PV power system
利用太阳电池的光生伏特效应，将太阳能辐射能直接转换成电能的发电
系统。
1.5 光伏电站 PV power station
以光伏发电系统为主，包含各类建（构）筑物及检修、维护、生活等辅
助设施在内的发电站。
3
1 术语
LO1.G6O汇流箱 Combiner 在光伏发电系统中，将一定数量规格相同的光伏组件串联成若干光伏串，
14
3 光伏发电系统主要部件简介
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一、光伏组件
光伏组件也就是太阳能电池板，是由太阳能电池及其 他构件组 成。
按照太阳能电池材质及组件结构和用途 分类见表4.1-1,表4.1-2,表 4.1-3
3 光伏发电系统主要部件简介
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3 光伏发电系统主要部件简介
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3 光伏发电系统主要部件简介
光伏发电站中安装的光伏组件的标称功率之和，计量单位是峰瓦（Wp） 1.15 峰瓦 Watts peak
光伏组件或光伏方阵在标准测试条件下，最大功率点的输出功率的单位。 1.16 光伏组件倾角 Tilt angle of PV module
光伏组件所在平面与水平面的夹角。 5
2 光伏发电系统概述
2.1 光伏发电产业链
光伏发电 太阳能灯具
光伏抽水 6
2 光伏发电系统概述
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2.2 光伏发电系统分类
系统主 要分类
独立光伏 发电系统 （离网系
统
并网光伏 发电系统
在近几年的光伏发电体系中，并网光伏发电系统是主要的
发展方向，
它可以节省了蓄电池的费用；通过研究理想
的最大功率追踪控制技术，也将降低太阳电池发电的成本。
7
分布式电源——是指位于用户附近，所发电能就地利用，以10千伏及
以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的发电
项目。 13
3 光伏发电系统主要部件简介
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光伏系统的组成构件
• 光伏组件方阵 • 蓄能设备: 蓄电池 • 电力调节装置
– 逆变器 – 充电控制器 – DC-DC转化器 • 电力系统：电缆线、配电柜（箱）等
将光伏组件集成到建筑物上，同时承担建筑结构功能和光伏发电功能， 与用户或公共电网相连接形成的用户并网光伏发电系统。 1.10 并网点 Point of coupling (POC)
对于有升压站的光伏电站，指升压站高压侧母线或节点。无升压，指光 伏发电输出汇总点。
4
1 术语
LO1.G11O 孤岛现象 Islanding 在电网失压时，光伏发电系统（电站）仍保持对失压电网中的某一部分线
再将若干个光伏串并联汇流后接入的装置。 1.7 光伏支架 PV support bracket
光伏发电系统中，为了摆放、安装、固定光伏组件而设计的特殊结构。 1.8 BAPV 光伏建筑附加 Building attached PV
将光伏组件附着在建筑物上，与用户或电网相连接形成的光伏发电系统。 1.9 BIPV光伏建筑一体化 Building integrated PV
2 光伏发电系统概述
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并网光伏发电系统结构
2 光伏发电系统概述
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光伏并网发电系的基本原理
• 光伏并网发电系统由光伏组件、并网逆变器、计量装置及配电 系统组成。光伏组件将太阳能转换为直流电能，再通过并网逆 变器将直流电能转换为与电网同频率、同相位的正弦波电流， 直接并入电网。
2 光伏发电系统概述
2 光伏发电系统概述
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独立光伏发电系统（离网系统） 将入射的太阳辐射能转换为电能且不与公用电网连接的发电系
统。 可自给自足。
主要组成部分： 1. 光伏阵列 2. 光伏汇流箱（内含直流防雷保护器） 3 . 储能装置（蓄电池组） 4. 逆变器 5. 监控系统 6.交流配电柜 7. 负载
2 光伏发电系统概述
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• 独立光伏发电系统（离网系统）结构
2 光伏发电系统概述
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独立光伏发电系统的基本工作原理
• 在太阳光的照射下，将太阳电池组件产生的电能通过控制器的 控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供 电，如果日照不足或者在夜间则由蓄电池在控制器的控制下给 直流负载供电，对于含有交流负载的光伏系统而言，还需要增 加逆变器将直流电转换成交流电。光伏系统的应用具有多种形 式，但是其基本原理大同小异。