家用光伏电站的组成_光伏发电系统的构成是怎样的？

大家好！今天让小编来大家介绍下关于家用光伏电站的组成_光伏发电系统的构成是怎样的？的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

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家用太阳能发电的系统组成

太阳能电池板是家用太阳能发电中的核心部分，太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是家用太阳能发电中最重要的部件之一，其转换率和使用寿命是决定太阳电池是否具有使用价值的重要因素。 组件设计：按国际电工委员会IEC：1215：1993标准要求进行设计，采用36片或72片多晶硅太阳能电池进行串联以形成12V和24V各种类型的组件。该组件可用于各种户用光伏系统、独立光伏电站和并网光伏电站等。

原材料特点：

电池片：采用高效率（16.5%以上）的单晶硅太阳能片封装，保证太阳能电池板发电功率充足。

玻璃： 采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃)， 厚度3.2mm,在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上，对于大于1200 nm的红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射，透光率不下降。

EVA：采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.78mm的优质EVA膜层作为太阳电池的密封剂和与玻璃、TPT之间的连接剂。具有较高的透光率和抗老化能力。

TPT：太阳电池的背面覆盖物—氟塑料膜为白色，对阳光起反射作用，因此对组件的效率略有提高，并因其具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率。当然，此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。

边框：所采用的铝合金边框具有高强度，抗机械冲击能力强。也是家用太阳能发电中价值最高的部分。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。 太阳能控制器是由专用处理器CPU、电子元器件、显示器、开关功率管等组成。

主要特点：

1、使用了单片机和专用软件，实现了智能控制；

2、利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。放电终了电压是由放电率曲线修正的控制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性，符合蓄电池固有的特性，即不同的放电率具有不同的终了电压。

3、具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制；以上保护均不损坏任何部件，不烧保险；

4、采用了串联式PWM充电主电路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM高3%-6%，增加了用电时间；过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统由更长的使用寿命；同时具有高精度温度补偿；

5、直观的LED发光管指示当前蓄电池状态，让用户了解使用状况；

6、所有控制全部采用工业级芯片（仅对带I工业级控制器），能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使用了晶振定时控制，定时控制精确。

7、取消了电位器调整控制设定点，而利用了E方存储器记录各工作控制点，使设置数字化，消除了因电位器震动偏位、温漂等使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素；

8、使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，使用极其方便直观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； 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，需要将家用太阳能发电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。

光伏发电系统的构成是怎样的？

适合安装。

家用发电系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离网型逆变

器、直流负载和交流负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充

放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组

给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流

负载供电。

一整套系统是可以满足用电需要的。

光伏发电系统由哪些部分构成？其作用分别是什么

随着分布式光伏走入千家万户，人们对光伏的需求也是多种多样，光伏发电自发自用余量上网的并网系统并不是唯一的形式，根据不同场合的需要，太阳能光伏发电系统可分为并网发电系统、离网发电系统、并离网储能系统、并网储能系统和光储微网系统五种。光伏并网系统由组件、支架、并网逆变器、并网柜组成，太阳能电池板发出的直流电，经逆变器转换成交流电送入电网。目前主要有有大型地面电站、中型工商业电站和小型家用电站三种形式。但是，并网也有其缺点，就是当公共电网断电时，光伏发电也不能运行。但是如果把其中的并网逆变器换成储能逆变器，电站就可以正常运转。离网发电系统。并离网型光伏发电系统广泛应用于经常停电，或者光伏自发自用不能余量上网、自用电价比上网电价价格贵很多、波峰电价比波平电价贵很多等应用场所。系统由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能并离网一体机、蓄电池组、负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，由蓄电池给太阳能控制逆变一体机供电，再给交流负载供电。

光伏电站类型

离网型光伏发电系统组成：

典型的光伏发电系统主要由光伏阵列、充放电控制器、储能装备或逆变器、负载等组成。其构成如图所示。

光照射到光伏阵列上，光能转变成电能，光伏阵列的输出电流由于受环境影响，因此是不稳定的，需要经过DC-DC转换器将其转变成稳定的电流后，才能加载到蓄电池上，对蓄电池充电，蓄电池再对负载供电。如果是并网售电，则不需要蓄电池，而是通过并网逆变器，将直流电流转换成交流电流，并到电网上进行出售。也就是说，离网型光伏发电系统必须使用到蓄电池储能，而并网型则不一定需要。

控制系统对光伏阵列的输出电压和电流进行实时采样，判断光伏发电系统是否工作在最大功率点上，然后根据跟踪算法，改变PWM信号的占空比，进而控制光伏阵列的输出电压使其工作点向最大功率点逼近。在蓄电池过充过放控制模块中，当蓄电池电压充电或放电到一定的设定值后，就会自动关闭或打开。

光伏阵列组件

光伏发电系统利用以光电效应原理制成的光伏阵列组件将太阳能直接转换为电能。光伏电池单体是用于光电转换的最小单元，一个单体产生的电压大约为0.45V，工作电流约为20~25mA/cm2，将光伏电池单体进行串、并联封装后，就成了光伏电池阵列组件。

当受到光线照射的太阳能电池接上负载时，光生电流流经负载，并在负载两端建立起端电压，这时太阳能电池的工作情况可以用下图所示的太阳能电池负载特性曲线来表示。它表明在确定的日照强度和温度下，光伏电池的输出电压和输出电流以及输出功率之间的关系，简称I-V特性和P-V特性。从图中可以看出，光伏发电系统的特性曲线具有强烈的非线性，既非恒压源也非恒流源。从其P-V特性曲线可以看出，在日照强度一定的前提下，其输出功率近似于一个开口向下的抛物线。该抛物线顶点对应的功率即为该日照强度下的P-V曲线的最大功率点，对应的电压称为最大功率点电压。为了提高光伏发电系统的转化效率，就必须使系统保持运行在P-V曲线最大功率点附近。

光伏电池阵列的几个重要技术参数：

1）短路电流（Isc）：在给定日照强度和温度下的最大输出电流。

2）开路电压（Voc）：在给定日照强度和温度下的最大输出电压。

3）最大功率点电流（Im）：在给定日照强度和温度下相应于最大功率点的电流。

4）最大功率点电压（Um）：在给定日照和温度下相应于最大功率点的电压。

5）最大功率点功率（Pm）：在给定日照和温度下太阳能电池阵列可能输出的最大功率。

DC-DC转换器

光伏电池板发出的电能是随着天气、温度、负载等变化而不断变化的直流电能，其发出的电能的质量和性能很差，很难直接供给负载使用。需要使用电力电子器件构成的转换器，也就是DC-DC转换器，将该电能进行适当的控制和变换，变成适合负载使用的电能供给负载或者电网。电力电子转换器的基本作用是把一个固定的电能转换成另一种形式的电能进行输出，从而满足不同负载的要求。它是光伏发电系统的关键组成成分，一般具备有几种功能：最大功率点追踪、蓄电池充电、PID自动控制、直流电的升压或降压以及逆变。

DC-DC转换器输出电压和输入电压的关系通过控制开关的通断时间来实现的，这个控制信号可以由PWM信号来完成。主要工作原理是保持通断周期（T）不变，调节开关的导通持续时间来控制电压。D为PWM信号的占空比。

根据输入和输出的不同形式，可将电力电子转换器分为四类，即AC-DC转换器、DC-AC转换器、DC-DC转换器和AC-AC转换器。在离网型光伏发电系统中采用的是DC-DC转换器。

DC-DC转换器，其工作原理是通过调节控制开关，将一种持续的直流电压转换成另一种（固定或可调）的直流电压，其中二极管起续流的作用，LC电路用来滤波。DC-DC转换电路可以分为很多种，从工作方式的角度来看，可以分为：升压式、降压式、升降压式和库克式等。

降压式转换器（BuckConverter）是一种输出电压等于或小于输入电压的单管非隔离直流转换器；升降压式变换器（Buck-BoostConverter）转换电路的主要架构由PWM控制器与一个变压器或两个独立电感组合而成，可产生稳定的输出电压。当输入电压高于目标电压时，转换电路进行降压；当输入电压下降至低于目标电压时，系统可以调整工作周期，使转换电路进行升压动作；而升压式转换器（BoostConverter）是输出电压高于输入电压的单管不隔离直流转换器，所用的电力电子器件及元件和Buck转换器相同，两者的区别仅仅是电路拓扑结构不同。

蓄电池

在独立运行的光伏发电系统中，储能装置是必不可少的。现在可选的储能方法有很多，如电容器储能、飞轮储能、超导储能等，但是从方便、可靠、价格等综合因素来考虑，大多数大中型的光伏发电系统都使用了免维护式的铅酸蓄电池作为系统的储能装置。

但选用铅酸蓄电池也有不足之处，它比较昂贵，初期投资能够占到整个发电系统的1/4到1/2，而蓄电池又是整个系统中较薄弱的环节，因此如果管理不当，会使蓄电池提前失效，增加整个系统的运营成本。

光伏控制模块

光伏控制模块以单片机为控制中心，为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效地为蓄电池充电。并在它充电过程中减少蓄电池的损耗，尽量延长蓄电池的使用寿命，同时保护蓄电池免受过充电和过放电的危害。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（由于受天气等外界因素的影响，太阳电池阵列发出的直流电的电压和电流不是很稳定），同时也通过控制传感器电路（光控、声控等）来实现全自动开关灯功能。

单片机的主要工作是将电流采集电路和电压采集电路采集到的电流、电压进行运算比较，然后通过MPPT算法来调节PWM的占空比D，使光伏阵列组件工作在最大功率点处。

离网型逆变器

住宅用的离网型光伏发电系统因为部分负载是交流负载，因此还需要离网型逆变器，把光伏组件发出的直流电变成交流电给交流负载使用。光伏离网型逆变器与光伏并网型逆变器在主电路结构上没有较大区别，主要区别在光伏并网型逆变器需要考虑并网后与电网的运行安全。也就是同频;同相;抗孤岛等控制特殊情况的能力。而光伏离网型逆变器就不需要考虑这些因数。

为了提高离网型光伏发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，逆变器的性能指标非常重要。

离网型光伏发电系统的应用：

离网型光伏发电系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。

二、光伏电站的分类

2.1、光伏发电站根据是否并网分类

光伏发电站根据是否并网分为：离网光伏发电系统 ； 并网光伏发电系统 。

离网光伏发电系统适用没有并网或并网电力不稳定的地区，离网光伏系统通常由太阳能组件、控制器、逆变器、蓄电池组和支架系统组成。他们产生直流电源可直接通过白天发电储存在蓄电池组中，用于在夜间或在多云或下雨的日子提供电力。离网电站的规模和应用形式各异，系统规模跨度很大，小到0.3～2W的太阳能庭院灯，大到kW级的太阳能光伏电站。其应用形式也多种多样，在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。尽管光伏系统规模大小不一，但其组成结构和工作原理基本相同。

并网光伏发电系统可以将太阳能电池阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电，并实现与电网连接并向电网输送电能。这种发电系统的灵活性在于，在日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。并网电站又分为集中式地面电站 ：集中安装在地面区域的光伏电站， 一般采用高压、特高压并网。分布式屋顶电站：组件安装在屋顶的光伏电站，多数为380V电压并网， 自发自用。光伏大棚：光伏电站与农业大棚相结合，一般采用高压并网。

2.2、光伏发电站按安装容量分类

光伏发电系统按安装容量可分为下列三种系统:

小型光伏发电系统安装容量小于或等于1MWp；中型光伏发电系统安装容量大于lMWp和小于或等于30MWp；大型光伏发电系统安装容量大于30MWp。

大中型集中式地面光伏电站的基本特点是：光伏电站安装整体容量大， 占地面积广阔； 很多电站是建设在偏僻的人烟稀少的地方，光伏电站土建工程量较大； 为了光伏电站正常运行与维护， 光伏电站需要专业人员驻守维护，相应的附属设施较多。 大中型集中式地面光伏电站通常由太阳能光伏组件方阵、 光伏逆变/光伏电气系统和光伏电站并网接入系统等三大部分组成。大中型集中式地面光伏电站的基本器件与设备包括：光伏方阵、 光伏方阵地基/基础/支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、 交流配电柜、 高压柜（进线柜、出线柜） 、计量柜、 电能监测仪、 升压变压器、消防配套设施等设备，另外还有电站监控装置和环境监测装置等。

分布式发电（Distributed Generation，简称DG）， 通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦（也有的建议限制在30～50兆瓦以下）的小型模块化、分散式、 布置在用电用户附近的高效、可靠的发电单元。分布式 屋顶并 网光伏电站基本组成通常包括如下几个部分：与 建筑屋面结合的基础、 光伏方阵光伏方阵支架安装形式、光伏组件方阵布局、光伏直流/交流电气 结构、 并网接入部分等。大部分分布式光伏电 站与集中式光伏电站相比安装容量偏小 、接入电压等级较低，接近负荷，对电网影响小等特点，可以应用在大中型工业 厂房、公 共建筑以及居民屋顶等建筑上。

光伏农业科技大棚是一种与农业生产相结合， 棚顶太阳能发电、 棚内发展农业生产的新型光伏系统工程，是现代农业发展的一种新模式。 它通过建设棚顶光伏电力工程实现清洁能源发电，最终并入国家电网，同时在棚下将光伏科技与现代物理农业发展有机结合，发展现代物理高效农业，探索农作物生产安全高效新模式，有效地利用有限的资源、 空间， 提高单位土地经济效益。

2.3、根据并网光伏电站的接入电压等级分类

根据光伏电站接入电网的电压等级可分为小型、 中型和大型光伏电站。

小型光伏电站-通过380V电压等级接入电网的光伏电站。

中型光伏电站-通过10?~35kV电压等级接入电网的光伏电站。

大型光伏站-通过66?及以上电压等级接入电网的光伏电站。