太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)原理

太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，不經(jīng)過蓄電池儲能，直接通過并網(wǎng)逆變器，把電能送上電網(wǎng)。太陽能并網(wǎng)發(fā)電代表了太陽能電源的發(fā)展方向，是21世紀(jì)最具吸引力的能源利用技術(shù)。與離網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)相比，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

1.利用清潔干凈，可再生的自然能源太陽能發(fā)電，不耗用不可再生的，資源有限的含碳化石能源，使用中無室氣體和污染物排放，與生態(tài)環(huán)境和諧，符合經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

2.所發(fā)電能饋入電網(wǎng)，以電網(wǎng)為儲能裝置，省掉蓄電池，比獨立太陽能光伏系統(tǒng)的建設(shè)投資可減少達25%—45%，從而使發(fā)電成本大為降低。省掉蓄電池并可提高系統(tǒng)的平均無故障時間和蓄電池的二次污染。

3.光伏電池組件與建筑物完美結(jié)合，既可發(fā)電又能作為建筑材料和裝飾材料，使物質(zhì)資源充分利用發(fā)揮多種功能，不但有利于降低建設(shè)費用，并且還使建筑物科技含量提高，增加賣點。

4.分布式建設(shè)，就近就地分散發(fā)供電，進入和退出電網(wǎng)靈活，既有利于增強電力系統(tǒng)抵御戰(zhàn)爭和災(zāi)害的能力，又有利于改善電力系統(tǒng)的負(fù)荷平衡，并可降低線路損耗。

5.可起調(diào)峰作用。聯(lián)網(wǎng)太陽能光伏系統(tǒng)是世界各發(fā)達國家在光伏應(yīng)用領(lǐng)域競相發(fā)展的熱點和重點，是世界太陽能光伏發(fā)電的主流發(fā)展趨勢，市場巨大，前景廣闊。

并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的原理及組成：

太陽能光伏發(fā)電是依靠太陽能電池組件，利用半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性，當(dāng)太陽光照射在半導(dǎo)體PN結(jié)上，由于P-N結(jié)勢壘區(qū)產(chǎn)生了較強的內(nèi)建靜電場，因而產(chǎn)生在勢壘區(qū)中的非平衡電子和空穴或產(chǎn)生在勢壘區(qū)外但擴散進勢壘區(qū)的非平衡電子和空穴，在內(nèi)建靜電場的作用下，各自向相反方向運動，離開勢壘區(qū)，結(jié)果使P區(qū)電勢升高，N區(qū)電勢降低，從而在外電路中產(chǎn)生電壓和電流，將光能轉(zhuǎn)化成電能。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)大體上可以分為兩類，一類是并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，即和公用電網(wǎng)通過標(biāo)準(zhǔn)接口相連接，像一個小型的發(fā)電廠;另一類是獨立式發(fā)電系統(tǒng)，即在自己的閉路系統(tǒng)內(nèi)部形成電路。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過光伏數(shù)組將接收來的太陽輻射能量經(jīng)過高頻直流轉(zhuǎn)換后變成高壓直流電，經(jīng)過逆變器逆變后向電網(wǎng)輸出與電網(wǎng)電壓同頻、同相的正弦交流電流。而獨立式發(fā)電系統(tǒng)光伏數(shù)組首先會將接收來的太陽輻射能量直接轉(zhuǎn)換成電能供給負(fù)載，并將多余能量經(jīng)過充電控制器后以化學(xué)能的形式儲存在蓄電池中。

并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的組成

1.太陽能電池組件：

一個太陽能電池只能產(chǎn)生大約0.5伏的電壓，遠低于實際使用所需電壓。為了滿足實際應(yīng)用的需要，需要把太陽能電池連接成組件。太陽能電池組件包含一定數(shù)量的太陽能電池，這些太陽能電池通過導(dǎo)線連接。如一個組件上，太陽能電池的數(shù)量是36片，這意味著一個太陽能組件大約能產(chǎn)生17伏的電壓。

通過導(dǎo)線連接的太陽能電池被密封成的物理單元被稱為太陽能電池組件，具有一定的防腐，防風(fēng)，防雹，防雨的能力，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域和系統(tǒng)。當(dāng)應(yīng)用領(lǐng)域需要較高的電壓和電流而單個組件不能滿足要求時，可把多個組件組成太陽能電池方陣，以獲得所需要的電壓和電流。

2.逆變器：

將直流電變換成交流電的設(shè)備。由于太陽能電池發(fā)出的是直流電，而一般的負(fù)載是交流負(fù)載，所以逆變器是不可缺少的。逆變器按運行方式，可分為獨立運行逆變器和并網(wǎng)逆變器。獨立運行逆變器用于獨立運行的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，為獨立負(fù)載供電。并網(wǎng)逆變器用于并網(wǎng)運行的太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)將發(fā)出的電能饋入電網(wǎng)。逆變器按輸出波形又可分為方波逆變器和正弦波逆變器。

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