太阳能光伏发电系统的分类、组成及工作原理介绍

太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，光伏发电设备价格再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
   太阳能光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地;光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。 

一、太阳能光伏发电系统的分类
太阳能光伏系统分为离网光伏发电系统、并网光伏发电系统和分布式光伏发电系统：
1、离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。
2、并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。并网发电系统有集中式大型并网电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，还没有太大发展。而分散式小型并网发电系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网发电的主流。


3、分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。

二、太阳能光伏系统的组成


1、太阳能板：太阳能电池板是太阳能光伏系统中的核心部分，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。太阳能电池板是太阳能光伏系统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。


2、控制器：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。


3、蓄电池：蓄电池的作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。


4、逆变器：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，需要将太阳能光伏系统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。

三、太阳能光伏系统的工作原理
白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。
   晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用

   白天，在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。

   晚上，蓄电池组为逆变器提供输入电，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到配电柜，由配电柜的切换作用进行供电。蓄电池组的放电情况由控制器进行控制，保证蓄电池的正常使用。光伏电站系统还应有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，维护系统设备的安全使用。 

Solare Photovoltaik-Stromerzeugung ist eine Technologie, die Lichtenergie direkt in elektrische Energie umwandelt, indem sie den Photovoltaik-Effekt an der Halbleiterschnittstelle nutzt. Die Schlüsselkomponente dieser Technologie sind Solarzellen. Nachdem die Solarzellen in Reihe geschaltet sind, können sie verkapselt und geschützt werden, um eine große Fläche von Solarzellenmodulen zu bilden, und dann mit Leistungsreglern und anderen Komponenten kombiniert werden, um eine photovoltaische Stromerzeugungseinrichtung zu bilden.

Der Vorteil der solaren Photovoltaik-Stromerzeugung ist, dass sie weniger regional begrenzt ist, da die Sonne auf der Erde scheint; Die Photovoltaikanlage hat auch die Vorteile der Sicherheit und Zuverlässigkeit, kein Lärm, geringe Verschmutzung, lokale Stromerzeugung und Stromversorgung ohne Kraftstoffverbrauch und Stromübertragungsleitungen und kurzen Bauzyklus.



1,1,Klassifizierung der solaren Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage

Die Photovoltaikanlage ist unterteilt in netzunabhängige Photovoltaikanlage, netzgekoppelte Photovoltaikanlage und verteilte Photovoltaikanlage:

1. netzunabhängige Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage. Es besteht hauptsächlich aus Solarzellenmodul, Controller und Batterie. Wenn Sie Strom zur Wechselstromlast liefern möchten, müssen Sie auch Wechselstromwechselrichter konfigurieren.

2. netzgebundenes Photovoltaik-Stromerzeugungssystem besteht darin, dass der von Solarmodulen erzeugte Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt wird, der die Anforderungen des kommunalen Stromnetzes durch netzgebundenen Wechselrichter erfüllt und dann direkt an das öffentliche Stromnetz angeschlossen wird. Das netzgekoppelte Stromerzeugungssystem hat zentralisierte großflächige netzgekoppelte Kraftwerke, die im Allgemeinen nationale Kraftwerke sind. Hauptmerkmal ist, dass die erzeugte Energie direkt an das Stromnetz übertragen wird, und der Strom wird gleichmäßig vom Stromnetz zugewiesen, um Strom an die Benutzer zu liefern. Allerdings hat sich diese Art von Kraftwerk aufgrund seiner großen Investition, des langen Bauzyklus und der großen Bodenfläche nicht viel entwickelt. Das dezentrale, netzgebundene Stromerzeugungssystem, insbesondere das integrierte Photovoltaik-Gebäude-Stromerzeugungssystem, ist der Mainstream der netzgebundenen Stromerzeugung aufgrund seiner Vorteile von kleinen Investitionen, schnellem Bau, kleiner Grundfläche und starker politischer Unterstützung.




3. Verteiltes Photovoltaik-Stromerzeugungssystem, auch bekannt als verteilte Stromerzeugung oder verteilte Energieversorgung, bezieht sich auf die Konfiguration eines kleineren Photovoltaik-Stromversorgungssystems an oder in der Nähe des Benutzerstandortes, um die Bedürfnisse bestimmter Benutzer zu erfüllen, den wirtschaftlichen Betrieb des bestehenden Verteilnetzes zu unterstützen oder die Anforderungen dieser beiden Aspekte gleichzeitig zu erfüllen.



2,Zusammensetzung der Photovoltaikanlage




1. Solarpanel: Solarpanel ist der Kernteil der Solarphotovoltaik-Anlage. Die Funktion des Solarpanels besteht darin, die Solarenergie in elektrische Energie umzuwandeln und dann Gleichstrom auszugeben, um in der Batterie zu speichern. Solarpanel ist einer der wichtigsten Komponenten in der Photovoltaikanlage. Seine Umwandlungsrate und Lebensdauer sind wichtige Faktoren, um festzustellen, ob die Solarzelle einen Nutzungswert hat.




2.Controller: Solarcontroller besteht aus spezieller ProzessorCPU, elektronischen Komponenten, Anzeige, Schaltnetzrohr, etc.




3. Speicherbatterie: Die Funktion der Speicherbatterie besteht darin, die elektrische Energie zu speichern, die vom Solarpanel emittiert wird, wenn Licht vorhanden ist, und sie bei Bedarf freizugeben.




4. Wechselrichter: die direkte Ausgabe der Solarenergie ist im Allgemeinen 12VDC, 24VDC, 48VDC. Um 220VAC-Elektrogeräte mit Strom versorgen zu können, ist es notwendig, den von der Photovoltaikanlage erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, so dass ein DC-AC-Wechselrichter erforderlich ist.



3,Funktionsprinzip der Solar Photovoltaik-Anlage

Tagsüber erzeugt das Solarzellenmodul unter der Bedingung der Beleuchtung eine bestimmte elektromotorische Kraft, und die Solarzellenanordnung wird durch die Reihen- und Parallelschaltung der Module gebildet, so dass die Arrayspannung die Anforderungen der Systemeingangsspannung erfüllt. Laden Sie dann die Batterie über den Lade- und Entladungsregler auf, um die aus Lichtenergie umgewandelte elektrische Energie zu speichern.

Nachts liefert der Batteriesatz Eingangsleistung für den Wechselrichter. Durch die Funktion des Wechselrichters wird die Gleichstrom-Leistung in Wechselstrom umgewandelt und an den Verteilerschrank übertragen, der durch die Schaltfunktion des Verteilerschranks angetrieben wird. Die Entladung der Batterie wird durch den Controller gesteuert, um den normalen Gebrauch der Batterie sicherzustellen. Das Photovoltaik-Kraftwerkssystem muss auch mit begrenzten Lastschutz- und Blitzschutzvorrichtungen ausgestattet sein, um die Systemausrüstung vor Überlastbetrieb und Blitzschlag zu schützen und den sicheren Gebrauch der Systemausrüstung aufrechtzuerhalten



Tagsüber erzeugt das Solarzellenmodul unter der Bedingung der Beleuchtung eine bestimmte elektromotorische Kraft, und die Solarzellenanordnung wird durch die Reihen- und Parallelschaltung der Module gebildet, so dass die Arrayspannung die Anforderungen der Systemeingangsspannung erfüllt. Laden Sie dann die Batterie über den Lade- und Entladungsregler auf, um die aus Lichtenergie umgewandelte elektrische Energie zu speichern.

Nachts liefert der Batteriesatz Eingangsleistung für den Wechselrichter. Durch die Funktion des Wechselrichters wird die Gleichstrom-Leistung in Wechselstrom umgewandelt und an den Verteilerschrank übertragen, der durch die Schaltfunktion des Verteilerschranks angetrieben wird. Die Entladung der Batterie wird durch den Controller gesteuert, um den normalen Gebrauch der Batterie sicherzustellen. Das Photovoltaik-Kraftwerkssystem muss auch über begrenzte Lastschutz- und Blitzschutzeinrichtungen verfügen, um die Systemausrüstung vor Überlastbetrieb und Blitzschlag zu schützen und die sichere Verwendung der Systemausrüstung aufrechtzuerhalten.