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離網光伏發電系統的組成

離網光伏發電系統主要由太陽能光伏發電裝置、儲能蓄裝置、控制器、逆變器組成。下面對各個部分作簡單介紹。

太陽能光伏發電裝置

可由單晶硅或多晶硅或非晶硅光伏器件組成。用玻璃及特殊材料封裝好的一組太陽電池稱為太陽電池組件；多個太陽電池組件連接組成太陽電池陣列。根據系統所需功率與使用環境、造價等選用太陽電池類型與組成大小。

儲能蓄裝置

由于光伏發電直接受天氣狀況影響，具有間歇性與不穩定性，為了保持系統有一定的連續供電能力，必須有儲能裝置，把一部分電能存儲起來，在沒有陽光時提供電能，目前光伏發電系統主要采用蓄電池儲能。

常用的蓄電池有鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鋰離子電池等。

鉛酸蓄電池：單節電池電壓2伏，循環壽命500-1500次

鎳鎘電池：單節電池電壓1.0-1.3伏，循環壽命2500次

鋰離子電池（單節電池電壓3.7伏），循環壽命1000-10000次

鎳鎘電池與鋰離子電池價格昂貴，但單位體積容量大，多用在需要體積小容量大的場合，如手機、相機、便攜電腦等數碼產品。一般離網光伏系統主要采用密封鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池價格非常便宜，密封鉛酸蓄電池密封免維護，使用非常方便。

蓄電池最主要的參數是電壓、容量、循環壽命，電壓單位是伏（V），容量單位是安時（Ah），循環壽命是充放電次數。

控制器

蓄電池對充電與放電有一定的要求，頻繁的過充電與過放電會使使用壽命下降，必須對蓄電池進行充放電控制，這是控制器的首要功能。根據用戶用電、蓄電池充放電、太陽電池受光照狀況選擇太陽電池的最大功率工作點，協調充電與用電電流�？刂破鬟€要對系統進行檢測、保護、數據顯示�？刂破鲗﹄妷弘娏鞯霓D換主要采用DC-DC變換電路，DC-DC變換原理見“DC-DC變換器原理”一節。

逆變器

將直流電轉變為交流電的設備，主要采用SPWM全橋逆變電路來產生正弦波交流電。SPWM逆變器原理見“SPWM逆變器原理”一節。

用電負載

使用直流或交流電的電器設備。

簡單的太陽能光伏發電裝置沒有逆變器，只輸出直流電，其中有些可輸出幾路不同的直流電壓，其組成見圖2�？刂破鹘邮芴柲茈姵匕遢敵龅闹绷麟娔�，控制對蓄電池的充電或放電電流，簡單的控制器直接把蓄電池引到輸出端，系統輸出電壓等于蓄電池電壓。一些控制器有直流變換電路，可輸出幾路不同直流電壓，如5V、9V、12V等，適合不同電器使用。這種系統輸出功率一般較小，多采用便攜式結構。

簡單的光伏發電裝置

圖2--簡單的光伏發電裝置

由于常規的電器設備使用220伏的交流電，特別是帶有電動機的設備，如電風扇、洗衣機、電冰箱、空調等，要使用220伏的正弦波交流電，這必須在系統中增加逆變器來產生交流電。有關逆變器工作原理在上節已有介紹，這里不再介紹了。這種系統輸出功率一般在數百瓦以上，其組成見圖3。較小的離網光伏發電系統的逆變器與控制器安裝在同一機殼內。

有逆變器的光伏發電系統

圖3--有逆變器的光伏發電系統

離網光伏發電系統的應用

離網光伏發電系統主要用在民用，特別是距電網較遠的地方，在房屋頂上安裝數塊太陽能電池板，安裝一套控制裝置與蓄電池組，就可獨立解決供電問題。一般家用系統容量在一千瓦至數千瓦。圖4是屋頂安裝有太陽能電池板的房屋。

安裝太陽能電池板的屋頂

圖4--安裝太陽能電池板的屋頂

在公用設施中用得最多的是電信信號發射塔與信號中繼站，在廣大農村，特別是邊遠山區的電信信號發射塔均采用太陽能光伏供電，就無需建設輸電線路，圖5是網絡上有關應用的照片。

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