光伏发电的基本组成结构

*欧阳光明*创编 2021.03.07

*欧阳光明*创编 2021.03.07 太阳能光伏发电系统基本组成

欧阳光明（2021.03.07）

太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光电”。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。

理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。中国国产晶体硅电池效率在10至13％左右，国际上同类产品效率约12至14％。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。

太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）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：

（一）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*欧阳光明*创编 2021.03.07

*欧阳光明*创编 2021.03.07 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。

（二）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。

光伏发电系统的工作原理

1.前言

随着科技的不断发展，人类对于环境保护的需求越来越强烈，新

能源正式因此而得到广泛认可。其中，光伏发电系统因其独特的工作

原理和优良的发电效果备受瞩目。本文将从光伏发电系统的组成结

构，发电原理，发电系统的优缺点等方面进行详细分析和探讨。

2.光伏发电系统的组成结构

光伏发电系统主要由光伏电池组成。光伏电池是将太阳光能转化

为电能的一种设备。光伏电池一般由多个薄片组成，薄片上有很多PN

结，以及导线，当光照射到薄片上时，PN结产生电势，导线则将电流

导出，从而达到发电的目的。

在光伏电池制造过程中，最常使用的是硅材料。硅材料的选用主

要是因为硅材料具有很好的光电转换性能，耐高温性能以及抗腐蚀性

能。

光伏电池在实际应用中，为了保证其正常工作，需要连接一系列

组件，如光伏电池板、逆变器、充放电控制器及其它配件等组成光伏

电站，从而实现对整个电网的供应能力。

3.光伏发电系统的发电原理

光伏电池的发电原理是光电转换过程。光进入光伏电池中，通过

光伏效应产生电子和空穴，电子和空穴分别运动形成电流，光伏电池工作在零光电流点，其输出随着光照度的增加而线性提高，光照度越

大，输出的电能越多。

光伏电池的特性是直流输出，而由光伏发电的最后目的是要交流

并且向电网馈电。这就需要逆变器了。逆变器的作用是将光伏发电给

小直流电转变为交流电，便于向电网配电。

4.光伏发电系统的优缺点

4.1.光伏发电系统的优点

(1)可再生性：太阳光是一种清洁的再生能源，光伏发电的耗能来

源于自然，功率输出无污染。

(2)长寿命：光伏电池可以使用20-25年，电池的使用寿命可以达

到30年以上，是非常好的清洁能源。

(3)适用范围广：光伏发电系统可以应用于建筑屋顶、厂房、大型

电站、山区以及无法接入现有电网的地区。

(4)减少发电成本：通过大规模光伏电池板的生产企业，光伏发电

系统的制造成本已经降低，效率不断提高，光伏发电成本降低越来越

多。

4.2.光伏发电系统的缺点

太阳能光伏发电系统的组成

1 / 351 / 35 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。

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。

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)。

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。

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，除了供给负裁用电外，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。

太阳能光伏发电系统的分类

根据不同场合的需要，太阳能光伏发电系统一般分为独立供电的光伏发电系统、并网光伏发电系统、混合型光伏发电系统三种。

(1)独立供电的光伏发电系统

独立供电的太阳能光伏发电系统如图2-6所示。整个独立供电的光伏发电系统由太阳能电池板、蓄电池、控制器、逆变器组成。太阳能电池板作为系统中的核心部分，其作用是将太阳能直接转换为直流形式的电能，一般只在白天有太阳光照的情况下输太阳能光伏发电系统的组成

2 / 352 / 35 出能量。根据负载的需要，系统一般选用铅酸蓄电池作为储能环节，当发电量大于负载时，太阳能电池通过充电器对蓄电池充电；当发电量不足时，太阳能电池和蓄电池同时对负载供电。控制器一般由充电电路、放电电路和最大功率点跟踪控制组成。逆变器的作用是将直流电转换为.与交流负载同相的交流电。

光伏组件基本结构知识

目 录

一、光伏发电系统........................................................................................................ 1

二、光伏电站系统的主要组成部分............................................................................ 2

1、光伏组件........................................................................................................... 3

2、光伏逆变器....................................................................................................... 7

3、直流防雷智能汇流箱..................................................................................... 10

4、就近升压箱室变电站..................................................................................... 11

5、高压开关柜..................................................................................................... 12

6、SVG及连接变................................................................................................ 13