光伏发电系统有哪些组件

一个完整的光伏发电系统通常由以下几个主要组件构成：

光伏组件（太阳能电池板）:
- 这是系统的核心，负责将太阳光直接转换成直流电（DC）。
- 由多个相互连接的光伏电池（通常由硅材料制成）封装在玻璃、背板和边框内组成。
- 类型包括：单晶硅、多晶硅、薄膜太阳能电池等。
光伏逆变器:
- 作用： 将光伏组件产生的直流电（DC）转换成交流电（AC）。因为家庭电器和电网通常使用的是交流电。
- 种类:
  - 并网逆变器： 用于将系统连接到公共电网的系统，需要符合电网的要求（如电压、频率、相位同步等），并具备防孤岛效应功能（当电网断电时自动关闭输出，防止电击维修人员）。
  - 离网逆变器： 用于不连接电网的独立系统，通常与蓄电池配合使用。需要能够处理来自电池的直流电并将其转换为交流电供负载使用，同时还能接受来自光伏组件或市电的充电。
  - 微型逆变器： 直接安装在单块或少量光伏组件后面，每块组件独立进行最大功率点跟踪并完成DC/AC转换。优点是可减少组件不匹配损失，提高弱光效率，监控更精细，安全电压；缺点通常是初始成本更高。
  - 组串逆变器 + 功率优化器： 功率优化器安装在组件后面，进行最大功率点跟踪（MPPT），然后输出优化后的直流电到组串逆变器进行集中逆变。这也是提高系统效率并解决组件不匹配的一种方案。
光伏支架系统:
- 用于支撑和固定光伏组件。
- 需要具有足够的强度、耐腐蚀性（如热浸镀锌钢或铝合金），并能根据安装地点调整角度（固定支架或跟踪支架）以最大化接收太阳光。
- 根据安装位置分为：屋顶支架系统（平屋顶、斜屋顶）、地面支架系统、水面支架系统、BIPV（光伏建筑一体化）系统等。
直流配电箱（汇流箱）:
- 在多组光伏组件并联的系统中使用。
- 将来自多个组串（一串串联的组件）的直流电流汇流在一起，提供方便的连接、保护（熔断器或断路器）和断点（隔离开关）。
- 通常内含防雷保护器（浪涌保护器 - SPD）。
交流配电箱：
- 安装在逆变器交流输出侧。
- 内含用于系统保护（断路器或熔断器）、手动断点（隔离开关）的设备。
- 通常也包含防雷保护器（SPD）。
- 将逆变器输出的交流电分配给用户负载侧开关箱和/或并网计量点。
交/直流线缆：
- 直流电缆： 用于连接光伏组件、汇流箱和逆变器的直流输入端。需要专门设计用于光伏系统（如PV1-F型），具有耐候性（抗紫外线、耐高温、耐低温）、阻燃性和较高的耐压等级。
- 交流电缆： 用于连接逆变器的交流输出端、交流配电箱、用户负载和并网点。需要符合相应电流和电压等级标准的交流电缆。
监测系统：
- 用于实时监测光伏系统的运行状态和发电数据（如直流电压/电流、交流电压/电流、发电功率、日/月/年发电量、系统效率、逆变器状态等）。
- 本地监控：通常通过逆变器自带的显示屏或连接到本地监控设备查看。
- 远程监控：通过通讯接口（如WiFi, GPRS, 以太网等）将数据传输到本地电脑或云服务器，用户可以通过网页、手机APP等方式远程查看系统性能、诊断故障。
防雷及接地装置：
- 浪涌保护器： 在直流侧（汇流箱内/输入逆变器前）和交流侧（交流配电箱内）安装，防止来自雷电或电网的浪涌过电压损坏设备。
- 接地系统： 将所有非带电金属部分（如组件边框、支架、逆变器外壳、配电箱外壳）连接到大地，防止设备带电造成人身伤害（保护接地），同时抑制共模干扰（工作接地），并对雷电提供泄放通道（防雷接地）。

对于离网系统或带储能功能的并离网系统/混合系统，还需要以下组件：

蓄电池：
- 储存光伏系统白天产生的多余电力，以供夜间或阴雨天使用。
- 常见类型：铅酸电池（富液式、阀控式胶体/AGM）、锂电池（磷酸铁锂/LiFePO₄ 越来越主流，三元锂等）。
- 需要与系统电压（通常是DC48V或更高）匹配，并且通过控制器进行充放电管理。
充放电控制器：
- 在离网或混合系统中使用，介于光伏阵列和蓄电池之间。
- 核心功能：对蓄电池进行智能化充电管理（防止过充）和放电管理（防止过放），显著延长蓄电池寿命。
- 最大功率点跟踪控制器： 具有高级算法，能始终让光伏阵列工作在最大功率点（MPPT），比传统的PWM控制器效率更高（尤其在温差大或光照不理想时），但也更贵。
离网/混合逆变器：
- 将蓄电池的直流电转换成交流电供负载使用，同时也能将光伏组件产生的直流电转换为交流电给负载充电或给蓄电池充电（通过内置或外接的控制器）。
- 通常还兼容市电输入（用于市电给蓄电池充电或作为备用电源），有的还支持输出端口用于连接发电机（油机）作为备用。

简单来说，典型系统结构如下：

并网系统（基本型）： 光伏组件 → (直流汇流箱) → 并网逆变器 → (交流配电箱) → 用户负载电箱 & 电网并网点 ↑ ↑ 监测系统防雷接地
离网系统： 光伏组件 → (直流汇流箱) → 充放电控制器(MPPT/PWM) → 蓄电池组 ↑ ↓ 离网逆变器 → 交流配电箱 → 负载
带储能的并离网混合系统： 光伏组件 → (直流汇流箱) → 混合逆变器(内置MPPT控制器和双向DC/AC转换器) → (交流配电箱) → 用户负载电箱 & 电网并网点 ↑ 蓄电池组

具体系统的配置会根据安装地点、用电需求（自用为主还是全额上网）、预算、是否需要备用电源等因素而有很大差异。

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