光伏系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換主體是太陽電池。根據(jù)系統(tǒng)類型的不同，如離網(wǎng)型光伏系統(tǒng)或并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)，及根據(jù)規(guī)模的大小，如微型、小型和大型光伏系統(tǒng)等，系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)成也不相同。在設(shè)計(jì)光伏系統(tǒng)時(shí)，要依據(jù)具體情況和實(shí)際需要對(duì)太陽電池以外的其他配套設(shè)備進(jìn)行選型。
太陽電池
太陽電池是光伏系統(tǒng)的核心器件，猶如傳統(tǒng)電廠的發(fā)電機(jī)，它在接受太陽光能后，把光能轉(zhuǎn)換成直流電能，再根據(jù)需要通過電纜(線)直接把電能傳輸給負(fù)載或通過匯流箱、逆變器、配電柜等設(shè)備傳輸給負(fù)載。
匯流箱
匯流箱可分為直流匯流箱和交流匯流箱兩種。
典型的直流匯流箱
由于太陽電池串聯(lián)組的每組組件塊數(shù)有限，在規(guī)模較大的光伏系統(tǒng)中，對(duì)于由上百塊甚至成千上萬塊太陽電池組件組成的太陽電池方陣，必然會(huì)形成大量的串聯(lián)組，以每組有兩根直流電纜計(jì)算，n組串聯(lián)組便有2n根電纜，這么多的電纜必定會(huì)給布線施工帶來不便，甚至影響施工質(zhì)量和后期的維護(hù)，因此需要采用m(m<n)個(gè)直流匯流箱把這些電纜匯攏，簡(jiǎn)化成2m根電纜，再連接到逆變器或直流控制系統(tǒng)。
典型的交流匯流箱
對(duì)于交流匯流箱，則是為了解決多臺(tái)逆變器的情況下把逆變器的單相或三相輸出匯集成更大功率的輸出，以減少交流電纜的數(shù)量，簡(jiǎn)化交流布線施工的問題。
顯然，有了匯流箱,系統(tǒng)布線整潔，結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，提高了系統(tǒng)可靠性和可維護(hù)性。由于匯流箱內(nèi)部通常配有防雷器件，因此還具備防雷功能。比較完善的匯流箱還具備監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集傳輸功能，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)需要靈活選用。
對(duì)于10kWp以下的小型或家庭光伏發(fā)電系統(tǒng)，一般不需要匯流箱。
蓄電池
蓄電池可分為高能量密度和高功率密度兩種，在光伏系統(tǒng)中，前者主要起儲(chǔ)存電能和調(diào)節(jié)電能的作用，后者主要起調(diào)節(jié)功率的作用。目前在光伏系統(tǒng)中采用的高能量密度蓄電池主要有鉛酸電池、鋰離子電池和鈉硫電池等，采用的高功率密度蓄電池主要為超級(jí)電容電池。蓄電池通常要與充放電控制裝置配合使用。
逆變器
太陽電池發(fā)的電是直流，如果所帶負(fù)載是普通的交流負(fù)載或所發(fā)電需并入交流電網(wǎng)，就需要通過逆變器把直流電變換成標(biāo)準(zhǔn)的交流電。如果光伏系統(tǒng)的電能僅用于直流負(fù)載，則不需要逆變器。逆變器分為離網(wǎng)逆變器和并網(wǎng)逆變器，分別用于離網(wǎng)型和并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)。
保護(hù)開關(guān)箱和配電柜
保護(hù)開關(guān)箱和配電柜功能基本相同，只是前者構(gòu)造簡(jiǎn)單，后者稍微復(fù)雜一些。兩者都可分為直流型和交流型兩種，分別對(duì)應(yīng)于不同的負(fù)載。它們位于光伏系統(tǒng)與負(fù)載之間，是光伏系統(tǒng)與負(fù)載的接口。交流型的用于并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)時(shí)，還是光伏系統(tǒng)并入電網(wǎng)的必要的安全設(shè)備。其內(nèi)部自動(dòng)關(guān)斷裝置將起到保護(hù)光伏系統(tǒng)和負(fù)載的作用，也可以通過人工操作關(guān)斷裝置，對(duì)光伏系統(tǒng)或負(fù)載進(jìn)行檢修和維護(hù)。由于配電柜內(nèi)部通常配有防雷器件，因此還具備一定的防雷功能。
對(duì)于小型光伏系統(tǒng)，一般采用保護(hù)開關(guān)箱，而對(duì)于大中型光伏系統(tǒng)則采用配電柜。需要說明的是當(dāng)直流匯流箱能滿足光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求時(shí)，往往可以省略直流配電柜。
運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)
對(duì)于大規(guī)模光伏系統(tǒng)，為了能直觀地進(jìn)行操作管理和運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)、監(jiān)控和處理保存，通常要設(shè)置帶有數(shù)據(jù)采集處理傳輸功能的運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)沒有統(tǒng)一格式，往往要根據(jù)光伏系統(tǒng)的規(guī)模大小和用戶的需求來確定。
通常采用工業(yè)控制PC機(jī)作為系統(tǒng)的監(jiān)控主機(jī)，與數(shù)據(jù)采集處理單元進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)采集、處理和顯示光伏系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及工作參數(shù)。可顯示的內(nèi)容一般為光伏系統(tǒng)的當(dāng)前發(fā)電總功率、日總發(fā)電量、累計(jì)總發(fā)電量、發(fā)電功率曲線圖等，還可以根據(jù)用戶的要求顯示減排量的計(jì)算值等。比較詳細(xì)的運(yùn)行參數(shù)可以通過鍵盤操作來查看，比如各臺(tái)逆變器的輸入直流電壓、直流電流、直流功率、輸出交流電壓、交流電流、頻率、功率因數(shù)、當(dāng)前發(fā)電功率、日發(fā)電量、累計(jì)發(fā)電量、發(fā)電功率曲線圖等。
逆變器在光伏系統(tǒng)中處于重要的地位，因此要對(duì)逆變器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)腔。一般采用聲光報(bào)警方式提示逆變器出現(xiàn)故障，可查看故障原因及故障時(shí)間。監(jiān)控的故障信息大致有電網(wǎng)電壓過高、電網(wǎng)電壓過低、電網(wǎng)頻率過高、電網(wǎng)頻率過低、直流電壓過高、直流電壓過低、逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路等。
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