光伏电池组件及逆变器

大型光伏发电的组成及原理大型光伏发电系统的主要组成部分包括光伏电池组件、逆变器、支架、接地装置、电缆、配电箱、监测系统等。

光伏电池组件是光伏发电系统的核心部分，它通过将太阳光转化为直流电能。

光伏电池组件通常由多个光伏电池片连接而成，电池片是将太阳光能转化为直流电能的主要装置。

常见的光伏电池片包括单晶硅、多晶硅和薄膜电池片。

光伏电池组件具有高可靠性、长寿命和较高的电能转换效率。

逆变器是光伏发电系统的关键设备，它将光伏电池组件产生的直流电能转化为交流电能。

光伏电池组件产生的直流电能需要经过逆变器的电子器件进行变频和变压，以适应电网的要求。

逆变器还能在停电或灾害等情况下提供备用电源。

支架是用于支撑和固定光伏电池组件的结构，通常由钢材或铝材制成。

支架确保光伏电池组件能够按照最佳角度和方向接收太阳光，并提供足够的强度和稳定性。

接地装置用于对光伏发电系统进行接地保护。

接地装置通过将系统的金属部件和设备与大地连接，以确保系统运行过程中的安全性和稳定性。

电缆是用于输送电能的导线，将光伏电池组件产生的电能传输到逆变器，进而送入电网。

电缆必须具备良好的导电性能和耐候性能，以保证电能的传输效率和系统的长期稳定运行。

配电箱是光伏发电系统的功率集中处理装置，用于对发电系统进行集中控制和监测。

配电箱常常包括电流互感器、过压保护器、熔断器等设备，以保护和控制光伏发电系统的运行。

监测系统用于对光伏发电系统进行实时监测和分析。

监测系统可以监测光伏电池组件的发电效率、温度、电压等参数，以提高系统的运行效率和可靠性。

光伏发电系统的工作原理是基于光伏效应。

光伏效应是指光照射到光伏电池片上时，光能会被光伏电池片吸收，并转化为电能。

当太阳光照射到光伏电池片上时，光能将激发电荷在电池片中的迁移，从而产生电压和电流。

光伏电池片一般由两层材质组成：P型半导体和N型半导体。

当光照射到光伏电池片上时，P型半导体中的电子将被激发，形成自由电子。

同样，N型半导体中的空穴也会被激发。

光伏发电的基本组成结构随着全球对环境保护的重视以及能源需求的不断增长，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源发电方式，逐渐受到人们的关注和使用。

那么，光伏发电的基本组成结构是什么呢？光伏发电系统主要由光伏电池组件、支架、逆变器、电池组和监控系统等几个部分组成。

1. 光伏电池组件光伏电池组件是光伏发电系统中最核心的部分，其主要作用就是将太阳辐射能转换成电能。

光伏电池组件通常由多个光伏电池板组成，通过串联或并联的方式组成一个电池组件，常见的光伏电池板有单晶硅、多晶硅、非晶硅、柔性硅等。

2. 支架支架主要作用是支撑光伏电池组件，让光伏电池组件可以平稳的安装在地面或建筑物的屋顶上。

支架的设计要考虑到光伏电池组件的重量、安装环境、风压、雪压等因素。

3. 逆变器逆变器是光伏发电系统中的一个核心部分，它主要起到将光伏电池组件所产生的直流电转换成交流电的作用。

逆变器的性能直接影响到光伏发电系统的效率和稳定性，逆变器的选型要根据光伏电池组件的功率、电压、电流等参数来匹配。

4. 电池组电池组是光伏发电系统中的一个备用部分，主要作用是在光伏发电系统无法正常工作时，为光伏发电系统提供稳定的电源。

电池组一般由铅酸电池、镍氢电池、锂电池等组成，不同电池的使用寿命和性能不同，需根据实际需求进行选择。

5. 监控系统监控系统是光伏发电系统中的一个重要部分，它主要作用是对光伏发电系统进行实时监测和管理。

监控系统可以监测光伏电池组件的功率、发电量、温度、电压等数据，并通过网络进行远程监控和管理，及时发现和解决问题，确保系统的正常运行。

光伏发电系统的基本组成结构包括光伏电池组件、支架、逆变器、电池组和监控系统等几个部分。

每个部分的性能和质量都会直接影响到整个光伏发电系统的效率和稳定性，因此在实际应用中需要根据实际需求进行选择。

光伏发电设备基本组成
光伏发电设备的基本组成包括以下几个部分：
1. 光伏电池：光伏电池是光伏发电设备的核心组件，用于将太阳光辐射转化为直流电能。

常见的光伏电池有单晶硅、多晶硅和薄膜太阳能电池等。

2. 支架和固定系统：用于支撑和固定光伏电池组成的光伏阵列，确保太阳能充分照射到电池表面。

3. 逆变器：逆变器是将光伏电池发出的直流电能转换成交流电能的设备。

逆变器能够将光伏电池产生的直流电转换成符合电网电压和频率要求的交流电。

4. 电网连接装置：用于将光伏系统发出的电能连接到电网，将光伏发电系统产生的电能注入到电网中或从电网中提取电能。

5. 电池组（可选）：用于存储光伏发电系统产生的电能，以便在夜间或阴天时使用。

电池组可以提供备用电源、平衡电网负荷等功能。

6. 监控和控制系统：用于实时监测光伏发电系统的工作状态、电能输出等信息，并对系统进行控制和管理，以提高系统的效率和可靠性。

需要注意的是，光伏发电设备的具体组成和配置可能会因应用场景、系统规模和需求的不同而有所差异。

光伏组件参数解读和逆变器配比
一、光伏组件参数解读
1.绝缘阻抗测试：其单位是欧姆（Ω），绝缘阻抗表示了组件的绝缘能力，如果它突然降低，则表明组件存在缺陷，出现电过载及潮湿环境的影响；
2.开关电阻：开关电阻或者表示为“R值”，通常由产品开发过程中的花絮测试结果得来，R值越低，表明组件的导电性能越好；
3.阻抗测试：阻抗测试是组件的热稳定性和结构变化的一种表征，其单位是欧姆(Ω)或者焦耳(Ω/K)，它表明组件受到了多少考验，阻抗越低表示组件抗拉扯性能更好；
4.热释电测试：热释电测试可以反映出组件在不同温度下的电流输出能力，其单位是A/W，热释电系数越低，表明组件在高温条件下仍然可以稳定地输出电流，具有较低的热损耗。

1.逆变器功率设定：在电池组安装逆变器时，根据电池组设计组件的类型和输出功率，对逆变器设定相应的输出功率，这个功率应该满足电力公司的要求，因为超出功率规定会降低整体上电池组的系统效率，而低于规定功率的超出电量由电网收取，可能会产生费用，所以逆变器的功率一定要满足要求，否则会影响收益。

光伏组件参数解读和逆变器配比引言：本文为深圳古瑞瓦特新能源股份有限公司原创作品。

光伏组件是光伏电站最重要的设备之一，成本占了并网系统50%左右，组件的技术参数对系统设计非常重要，只能读懂组件参数，才能正确配置光伏逆变器，下面以多晶硅光伏组件为例，解释光伏组件的关键参数。

一、光伏组件技术规格书中的关键参数1．功率我们常说265Wp光伏组件。

下表的“p”为peak的缩写，代表其峰值功率为265W。

所有的技术规格书中都会标注“标准测试条件”的。

“0~+5”代表是正公差，265W的组件功率范围在265W到270W之间为合格品，下图为常州天合的多晶光伏组件技术规格书一部分。

只有在标准测试条件（辐照度为1000W/m2，电池温度25℃）时，光伏组件的输出功率才是“标称功率”（265W），辐照度和温度变化时，功率肯定会变化。

在非标准条件下，光伏组件的输出功率一般不是标称功率，如下图。

2．效率理论上，尺寸、标称功率相同的组件，效率肯定是相同的。

光伏组件是由电池片组成，一块光伏组件通常由60片（6×10）或72片（6×10）电池片组成，面积分别为1.638m2（0.992m×1.652m）和1.94m2（0.992m×1.956m）。

辐照度为1000W/m2时，1.638m2组件上接收的功率为1638W，当输出为265W时，效率为16.2%，280W时为17%。

3．电压与温度系数电压分开路电压和MPPT电压，温度系数分电压温度系数和功率温度系数。

在进行串并联方案设计时，要用开路电压、工作电压、温度系数、当地极端温度（最好是昼间）进行最大开路电压和MPPT电压范围的计算，与逆变器进行匹配。

二、组件的输出功率组件的组件输出功率，不考虑逆变器等设备因素外，和太阳辐射度和温度有关。

影响辐射度的因素有：1.太阳高度角或纬度：太阳高度角越大，穿越大气的路径就越短，大气对太阳辐射的削弱作用越小，则到达地面的太阳辐射越强；太阳高度角越大，等量太阳辐射散布的面积越小，太阳辐射越强。

光伏组件,逆变器与储能电池间的关系光伏组件、逆变器和储能电池是太阳能发电系统中的三个关键组成部分。

它们之间的关系是相互依存、相互配合的。

光伏组件是太阳能发电系统的核心部分，它利用光电效应将太阳辐射能转化为电能。

光伏组件有不同的类型，包括单晶硅、多晶硅和薄膜组件等。

光伏组件通过将太阳光转化为直流电，将其输出到逆变器中。

逆变器是太阳能发电系统中的重要设备，它将光伏组件输出的直流电转换为交流电。

逆变器还具有一些额外的功能，如最大功率点跟踪（MPPT）和电网接入等。

最大功率点跟踪可以确保光伏组件能够以最高效率工作，从而提高发电量。

电网接入功能使得太阳能发电系统可以将电能输送到电网上，并与电网交互。

逆变器还可以监测光伏系统的工作状态，包括电流、电压和发电量等指标。

储能电池是太阳能发电系统中的关键元件，它负责储存由光伏组件发电的电能。

储能电池可以在光照不足或电网无法供电的情况下提供电能，以确保系统的供电稳定性。

储能电池通常是锂离子电池或铅酸电池，它们具有较高的能量密度和充放电效率。

通过与逆变器连接，储能电池可以将存储的电能转换为交流电，并向用户提供电力。

光伏组件、逆变器和储能电池之间相互协调工作，实现太阳能发电系统的高效运行和可靠供电。

首先，光伏组件通过将太阳能转化为直流电提供给逆变器。

逆变器将直流电转换为交流电，并连接到电网上，以供应电力给用户。

同时，逆变器通过最大功率点跟踪技术确保光伏组件以最高效率工作，最大限度地利用太阳能资源。

其次，逆变器还可以监测太阳能发电系统的工作状态，并将数据传送给用户或系统运维人员，从而实现对系统运行状态的实时监测和管理。

最后，储能电池可以提供电力储备，以应对电网故障或光照不足的情况。

当光伏组件发电充裕时，多余的电能可以存储到储能电池中；当光照不足或电网无法供电时，储能电池可以释放储存的电能，以保证系统的连续供电。

总之，光伏组件、逆变器和储能电池是太阳能发电系统中不可或缺的三个组成部分。

光伏发电并网原理光伏发电并网是指将光伏发电系统与电网连接，将太阳能转化为电能并输送到电网中供电使用的过程。

光伏发电并网系统由光伏组件、逆变器、电网连接装置、监控系统等组成，其工作原理主要包括光伏发电、逆变器转换和并网供电三个环节。

首先，光伏发电是指利用光伏组件将太阳能光线转化为直流电能的过程。

光伏组件由许多光伏电池组成，当太阳光照射到光伏电池上时，光子与半导体材料发生光生电子-空穴对，产生电流。

这些光伏电池串联并联成光伏组件，通过光伏组件与逆变器连接，将直流电能转化为交流电能。

其次，逆变器转换是指将光伏组件输出的直流电能通过逆变器转换为交流电能的过程。

逆变器是光伏发电系统的核心设备，其内部包含直流-交流的电能转换装置，能够将光伏组件输出的直流电能转换为符合电网要求的交流电能。

逆变器还具有最大功率点跟踪功能，能够根据光照强度和温度变化动态调整工作状态，最大限度地提高光伏发电系统的发电效率。

最后，并网供电是指将逆变器输出的交流电能通过电网连接装置接入到电网中，供电使用的过程。

光伏发电系统通过并网装置与电网连接，将发电系统产生的电能输送到电网中，供电使用。

在并网供电过程中，监控系统能够实时监测光伏发电系统的运行状态、发电量和电网连接情况，保障系统安全稳定运行。

总的来说，光伏发电并网原理是通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，再经过逆变器转换为交流电能，最终通过电网连接装置接入到电网中供电使用的过程。

光伏发电并网系统能够实现清洁能源的利用，减少对传统能源的依赖，具有环保、可持续的特点，是未来能源发展的重要方向之一。

随着技术的不断进步和成本的不断降低，光伏发电并网系统将在未来得到更广泛的应用和推广。

光伏组件和逆变器的工作原理
光伏组件的工作原理是利用太阳能电池片将太阳光能转换成电
能输出。

太阳能电池主要分为薄膜太阳能电池和晶体硅太阳能电池两类，其中晶体硅太阳能电池因其工艺成熟、资源丰富而广泛应用于光伏组件中。

光伏逆变器的工作原理是将直流电转换为交流电，并入电网或供负载使用。

逆变器利用高性能微处理器控制大功率电力电子开关器件工作，对光伏组件阵列输出的直流电进行转换，使设备输出满足电网电压、相位及频率要求的交流电。

同时，逆变器还具有过欠电压、过欠频率、防孤岛效应、短路保护等功能，并能够将电压（或者电流）总谐波畸变率控制在较小的范围内，以减少对电网的干扰。

此外，光伏逆变器还具有高品质的电能输出，能够满足各项国家标准对公共电网的电能质量的要求，不会对公共电网质量造成污染。

同时，光伏逆变器也是太阳能并网光伏系统的核心设备之一。

分布式光伏系统组件和逆变器配比光伏组件容量和逆变器容量比，习惯称为容配比。

合理的容配比设计，需要结合具体项目的情况综合考虑，主要影响因素包括辐照度、系统损耗、逆变器的效率、逆变器的寿命、逆变器的电压范围、组件安装角度等方面，由于逆变器只占系统成本5%左右，在分布式光做系统中，逆变器超配的投资收益几乎可以忽略不计，具体分析如下。

1、不同区域辐照度不同根据国家气象局风能太阳能评估中心划分标准，将我国太阳能资源地区分为四类，不同区域辐照度差异较大。

即使在同一资源地区，不同地方的全年辐射量也有较大差异。

例如，同是I类资源区的西藏噶尔和青海格尔木，噶尔的全年辐射量为7998MJ/m2，比格尔木的6815MJ/m2高17%。

意味着相同的系统配置，即相同的容配比下，噶尔地区的发电量比格尔木高17%。

若要达到相同的发电量，可以通过改变容配比来实现。

2、系统损耗光伏系统中，能量从太阳辐射到光伏组件，经过直流电缆、汇流箱、直流配电到达逆变器，当中各个环节都有损耗。

如图所示，直流侧损耗通常在7-11%左右，逆变器损耗约1-2%，总损耗约为8-13%（此处所说的系统损耗不包括逆变器后面的变压器及线路损耗部分）。

也就是说，在组件容量和逆变器容量相等的情况下，由于客观存在的各种损耗，逆变器实际输出最大容量只有逆变器额定容量的90%左右，即使在光照最好的时候，逆变器也没有满载工作。

3、逆变器效率逆变器的效率并不是恒值，有功率开关器件损耗和磁性损耗，在低功率时，效率比较低，在40%到60%功率时，效率最高，超过60%时，效率逐渐降低。

因此，要把光伏功率的总功率控制在逆变器功率的40%到60%之间，获得最佳效率。

4、逆变器的寿命光伏逆变器是电子产品，其可靠性和逆变器运行温度有很大关系，其中电容、风扇，继电器等元器件温度提高10℃，失效率可会提高50%以上。

而运行温度又和功率相关，据统计，逆变器长期工作在功率80-100%比功率40-60%，寿命要低20%左右。

光伏发电自用系统的原理光伏发电自用系统主要由光伏发电组件、逆变器、电池储能系统、电表及监控系统等组成。

其原理是通过太阳能光照照射到光伏发电组件上，将光能转化为直流电能，经过逆变器转化为交流电能供电给用户自身使用，并且通过电池储能系统将多余的电能进行储存，以备不时之需。

1. 光伏发电组件：光伏发电组件由多个光伏电池组成，光伏电池是将太阳能转化为电能的基本单元。

当阳光照射到光伏电池上时，光子能将光伏电池中的P 型半导体和N型半导体中的电子激发，形成电子空穴对，进而产生电流，并通过电缆输出。

2. 逆变器：光伏发电组件产生的直流电能需要转换为交流电能供用户使用，这就需要逆变器进行工作。

逆变器接收光伏发电组件输出的直流电能，利用调制器将直流电能转化为交流电能，并将其输出给用户。

3. 电池储能系统：光伏发电自用系统通过电池储能系统可以将多余的电能进行储存，以备不时之需。

当光伏发电组件输出的电能超过用户需求时，逆变器将多余的电能输送到电池中进行储存，以便在天气不好或用电量增加时进行使用。

4. 电表及监控系统：为了方便管理和监控光伏发电自用系统的工作状态，通常会安装电表及监控系统。

电表用于记录发电量和用电量，以便掌握系统的运行情况和用户的用电量。

监控系统则可以远程监测光伏发电组件的工作状态和逆变器的运行情况，及时发现和解决问题。

总体来说，光伏发电自用系统的原理是通过光伏发电组件将太阳能转化为电能，经过逆变器进行转换并输出给用户使用，同时多余的电能通过电池储存起来，以备不时之需。

通过电表及监控系统可以方便地管理和监控系统的运行情况。

光伏发电自用系统的优点在于可以将太阳能转化为可用电能，减少对传统能源的依赖，同时减少环境污染和能源消耗。

光伏逆变器概述工作原理及特点工作原理：逆变装置的核心，是逆变开关电路，简称为逆变电路。

该电路通过电力电子开关的导通与关断，来完成逆变的功能。

特点：（1）要求具有较高的效率。

由于目前太阳能电池的价格偏高，为了最大限度的利用太阳能电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。

（2）要求具有较高的可靠性。

目前光伏电站系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如：输入直流极性接反保护、交流输出短路保护、过热、过载保护等。

（3）要求输入电压有较宽的适应范围。

由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度变化而变化。

特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V的蓄电池，其端电压可能在10V~16V之间变化，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内保证正常工作。

光伏逆变器分类有关逆变器分类的方法很多，例如：根据逆变器输出交流电压的相数，可分为单相逆变器和三相逆变器；根据逆变器使用的半导体器件类型不同，又可分为晶体管逆变器、晶闸管逆变器及可关断晶闸管逆变器等。

根据逆变器线路原理的不同，还可分为自激振荡型逆变器、阶梯波叠加型逆变器和脉宽调制型逆变器等。

根据应用在并网系统还是离网系统中又可以分为并网逆变器和离网逆变器。

为了便于光电用户选用逆变器，这里仅以逆变器适用场合的不同进行分类。

1、集中型逆变器集中逆变技术是若干个并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相的IGB T功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流，一般用于大型光伏发电站(>10kW)的系统中。

最大特点是系统的功率高，成本低，但由于不同光伏组串的输出电压、电流往往不完全匹配(特别是光伏组串因多云、树荫、污渍等原因被部分遮挡时)，采用集中逆变的方式会导致逆变过程的效率降低和电户能的下降。

附件1：光伏电池组件的分组及逆变器选择的要求（1）光伏电池组件分组阵列连接要求。

光伏电池组件在排布阵列安装时应根据可能选用逆变器的额定工作电压（V）范围和功率容量（W）等参数进行分组设计。

电池组件可以通过同类型组件的串联叠加电压和功率形成“一串”连接组件及相应的输出电压（V）和功率（W）。

为了保证光伏组件正常工作，只允许相同型号的光伏组件进行串联。

多个光伏组件串联后可以再进行并联，并联的光伏组件端电压相差不应超过10%。

一串或多串（相同电压、功率）组件通过并联即形成“分组阵列”，该“分组阵列”的总功率（W）为所有组件功率的总和，本附件中的图1 给出了三种光伏电池的串并联形式。

同一分组阵列中的组件在安装时，应尽可能保证具有相同的太阳辐射条件（朝向、倾角等）。

（2）逆变器选配要求。

光伏电池一般经过串、并联组成光伏分组阵列接入逆变器的直流侧，逆变器对于接入的光伏分组阵列有以下要求：a）光伏分组阵列的端电压应满足逆变器直流输入电压范围，当电压低于其范围下限时，逆变器将停止运行。

此时光伏发电系统不输出电力，即认为系统不能发电，应在发电量计算中予以剔除。

为简化计算在此可通过电池表面太阳光辐照阈值（光伏电池组件启动发电时其表面所应接受到的最低辐射量限值，单晶硅和多晶硅电池启动发电的表面总辐射量》80W/m2、薄膜电池表面总辐射量》30W/m2）进行判断；b）光伏阵列的最大功率不能超过逆变器的额定容量。

根据设计的电池组件分组阵列的输出电压和总功率选配相应工作电压和功率的逆变器，或根据逆变器的参数调整设计电池组件分组阵列串并联的方式以满足相应的输出电压和总功率。

逆变器的选配容量应》光伏电池组件分组安装的容量。

图1:电池组件连接分组阵列输出电压及功率示意图选配逆变器I电池分组II。

光伏电站常见故障原因光伏电站是利用太阳光辐射的能量转化为电能的装置，它具有清洁、可再生、无噪音等优点，因此在全球范围内得到了广泛的应用。

然而，光伏电站也存在一些常见的故障问题，下面将以以下几个方面进行详细的说明。

首先，光伏电站中光伏组件的损坏是常见的故障原因之一。

光伏组件是将太阳能转化为电能的核心部分，而光伏组件在长时间运行中可能会遭受到各种外界因素的影响，如恶劣的天气条件（如大风、冰雹等）或不当的人为操作（如错误的清洁方式）。

这些因素都可能导致光伏组件的破损，从而导致光伏电站的发电效率下降。

其次，逆变器故障也是光伏电站常见故障的原因之一。

逆变器是将光伏组件发出的直流电转化为交流电的装置，其主要功能是调整电压和频率以适应电网供电要求，同时对光伏组件的发电效率进行优化。

然而，逆变器在长时间运行中也可能会出现故障，如电子元器件老化、温度过高、过电流等，这些都可能导致逆变器停止工作，从而使光伏电站中断电。

第三，电缆故障也是光伏电站常见故障的原因之一。

在光伏电站中，电缆起着连接光伏组件与逆变器之间的作用，它需要承受光伏组件发出的直流电和逆变器输出的交流电的传输。

然而，由于电缆本身的质量问题、不当的安装或是外界环境的因素，如高温、潮湿等，都可能导致电缆断裂、损坏或出现接触不良等故障，进而影响光伏电站的电能传输。

此外，光伏电池温度过高也是光伏电站常见故障的原因之一。

光伏组件发电过程中会产生热能，而如果光伏组件无法及时散热，温度就会上升。

当光伏组件温度过高时，电池效率下降，从而导致光伏电站发电效率降低。

此外，高温还会加速光伏组件的老化速度，缩短其使用寿命。

最后，灰尘和污染物的堆积也可能导致光伏电站故障。

在光伏组件表面堆积灰尘或污染物，会影响光线的入射，减少光伏组件的发电效率。

尤其在干旱和沙尘天气条件下，灰尘和沙尘更容易堆积在光伏组件上，因此定期的清洁维护工作非常重要。

总之，光伏电站常见故障的原因包括光伏组件的损坏、逆变器故障、电缆故障、光伏电池过热以及灰尘和污染物的堆积等。