太阳能光伏发电系统的构成

通过太阳能电池板将太阳辐射能转换为电能的发电系统称为太阳能光伏发电系统。尽管太阳能光伏发电系统应用形式多种多样，应用规模也跨度很大，从小到不足1W的太阳能草坪灯，到几百千瓦甚至几兆瓦的大型光伏电站，但其系统组成结构和工作原理却基本相同。其主要由太阳能光伏组件（或方阵）、蓄电池（组）、光伏控制器、逆变器以及一些测试、监控、防护等附属设施构成。

1、    太阳能光伏组件

太阳能光伏组件也叫太阳能电池板，其作用是将太阳光的辐射能量转换为电能，并送往蓄电池中存储起来，也可以直接用于驱动负载工作。

2、    蓄电池

蓄电池的作用主要时存储太阳能光伏组件发出的电能，并可随时向负载供电。太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求是：自放电率低、使用寿命长、充电吸收率高、深放电能力强、工作温度范围宽、少维护或免维护及价格低廉。目前太阳能发电系统配套使用的主要是免维护胶体蓄电池，锂离子电池等。

3、    光伏控制器

太阳能光伏控制器的作用是控制整个系统的工作状态，其功能主要有防止蓄电池过充电保护、防止蓄电池过放电保护、系统短路电子保护、系统极性反接保护、夜间防反充保护等。在温差较大的地方，控制器还具有温度补偿的功能。另外，控制器还有充电状态、蓄电池电量等各种工作状态的显示功能。

4、    逆变器

逆变器是把太阳能光伏组件或者蓄电池输出的直流电转换成交流电供给电网或者交流负载使用的设备。

5、    光伏发电系统附属设施

光伏发电系统的附属设施包括直流汇流（配线）系统、交流配电系统、运行监控和检测系统、防雷和接地系统、安装支架等。

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太阳能控制器的分类

控制器大体上可分为三种类型。

（1） 并联型脉冲宽度调制（PWM）控制器。

这种控制器的特点是电子开关和蓄电池并联。当蓄电池充满时，电子开关以PWM脉冲方式把光伏方阵的输出能量分流到内部并联的电阻器或功率模块上去，然后以热的形式消耗掉。因为这种方式消耗热能，所以一般只用于小型、低功率系统。这类控制器没有如继电器之类的机械部件，所以工作十分可靠。

（2） 串联型PWM控制器。

和并联型PWM控制器不同，串联型PWM控制器中电子开关是和蓄电池串联的。当蓄电池充满后，电子开关将蓄电池断开，不再消耗能量，这样解决了并联型控制器的缺点。

（3） （MaximPowerPointTracking，MPPT）型控制器。

在太阳电池方阵处于极限功率点时，就能输出极限功率，这类控制器具有自动跟踪方阵极限功率点的功能。其手段是将太阳电池的电压和电流检测后相乘得到功率，然后判断太阳电池此时的输出功率是否达到极限，若不在极限功率点运行，则调整脉宽，调制输出占空比，改变充电电流，再次进行实时采样，并作出是否改变占空比的判断，通过这样的寻优过程可保证光伏方阵始终运行在极限功率点，以充分利用其输出的能量。同时采用PWM调制方式，使充电电流成为脉冲电流，以减少蓄电池的极化，提高充电效率。

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太阳能光伏发电系统光伏组件串的测试

逆变器投入运行前，宜将接入此逆变单元内的所有汇流箱测试完成。逆变器的投入运行后，汇流箱内组串的投、退顺序应符合下列要求。

1.  汇流箱的总开关具备灭弧功能时，其投、退应按下列步骤执行：

（1）  先投入光伏组件串小开关或熔断器，后投入汇流箱总开关。

（2）  先退出汇流箱总开关，后退出光伏组件串小开关或熔断器。

2.  汇流箱总输出采用熔断器，分支回路光伏组件串的开关具备灭弧功能时，其投、退应按下列步骤执行：

（1）  先投入汇流箱总输出熔断器，后投入光伏组件串小开关。

（2）  先退出箱内所有光伏组件串小开关，后退出汇流箱总输出熔断器。

3.  汇流箱总输出和分支回路的光伏组件串均采用熔断器时，则投、退熔断器前，均应将逆变器解列。

4.  测量光伏方阵技术参数。

如有多个子方阵，均按照以上方法检查合格后，方可将方阵输出的正、负极接入汇流箱或控制器，测量方阵总的工作电流和电压等参数，并做好记录。