小型发电实用技术200问
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32.太阳能光伏发电系统由哪些部分组成?

将太阳的光能通过太阳电池直接转换成电能,称为太阳能光伏发电。

独立型(未并网)太阳能光伏发电系统如图3-3所示。

图3-3 独立型太阳能光伏发电系统

太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池(阵列)、功率调节器(逆变器)和蓄电池等构成。太阳的光能经太阳电池产生直流电能。当负载为直流负载时,太阳电池的出力可直接对直流负载供电;当负载为交流负载时,太阳电池的出力需经过逆变器将直流电转换为工频交流电后供给交流负载。蓄电池的作用是:当阳光充足时,太阳能电池的电压高于蓄电池电压,蓄电池用来储存电能;当夜间或阴雨天,太阳能电池无出力或出力不足时,由蓄电池向负载直接供电(直流负载),或经逆变器变成交流后向负载供电(交流负载)。

对于大型太阳能电池阵列,其光伏发电可以与电网系统并网。并网型太阳能光伏发电系统可省去蓄电池。

太阳能光伏发电系统中最主要的两大部分为太阳能电池和功率调节器。

(1)太阳能电池(即太阳电池)

太阳能电池单元一般由边长10~15cm的硅板形成PN结半导体器件构成。每个单元能产生约0.5V的直流电压。由众多的太阳能电池单元连接起来构成太阳能电池阵列,便可用于发电使用。

太阳能电池的材料多用硅,其光电转换效率很高。太阳能电池的种类繁多,按材料分有单晶硅、多晶硅和非晶硅。

(2)功率调节器(包括逆变器)

功率调节器不仅可以把太阳能电池发出的直流电转换成交流电,而且还具有最大功率跟踪控制功能,能自动监视并调整太阳能电池的输出功率;具有自动调整电压,使输出电压保持稳定等功能。

另外,当太阳能光伏发电与电网系统并网运行时,还设有并网保护装置(设在功率调节器内)。它具有过电压、低(欠)电压、频率超限等自动检测功能。当电网系统或逆变器侧发生故障时,能迅速停止逆变工作,并将太阳能光伏发电系统与电网分离。

有的太阳能电池阵列还设有向日跟踪装置,以保证充分地吸收太阳能。