太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)從大類上可分為離網(wǎng)(獨立)光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)兩大類。
如圖是離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理示意圖。太陽能光伏發(fā)電的核心部件是太陽電池組件,它將太陽光的光能直接轉(zhuǎn)換成電能,并通過光伏控制器把電池組件產(chǎn)生的電能存儲于蓄電池中。當負載用電時,蓄電池中的電能通過光伏控制器合理地分配到各個負載上。
電池組件所產(chǎn)生的電流為直流電,可以直接以直流電的形式應(yīng)用,也可以用交流逆變器將其轉(zhuǎn)換成為交流電,供交流負載使用。太陽能發(fā)電的電能可以即發(fā)即用,也可以用蓄電池等儲能裝置將電能存儲起來,在需要時使用。
離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)適用于下列情況及場合:
一般來說,在遠離電網(wǎng)而又必需電力供應(yīng)的地方以及如柴油發(fā)電等需要運輸燃料、發(fā)電成本較高的場合,使用離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)比較經(jīng)濟、環(huán)保,可優(yōu)先考慮。有些場合為了保證離網(wǎng)供電的穩(wěn)定性、連續(xù)性和可靠性,往往還需要采用柴油發(fā)電機、風力發(fā)電機等與光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成風光柴互補的發(fā)電系統(tǒng)。
并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)由電池組件方陣將光能轉(zhuǎn)變成電能,并經(jīng)直流匯流箱和直流配電柜進入并網(wǎng)逆變器,有些類型的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)還要配置儲能系統(tǒng)儲存電能。并網(wǎng)光伏逆變器由功率調(diào)節(jié)、交流逆變、并網(wǎng)保護切換等部分構(gòu)成。經(jīng)逆變器輸出的交流電通過交流配電柜后供用戶或負載使用,多余的電能可通過電力變壓器等設(shè)備逆流饋入公共電網(wǎng)(可稱為賣電)。
當并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)因氣候原因發(fā)電不足或自身用電量偏大時,可由公共電網(wǎng)向用戶負載補充供電(可稱為買電)。系統(tǒng)還配備有監(jiān)控、測試及顯示系統(tǒng),用于對整個系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)控、檢測及發(fā)電量等各種數(shù)據(jù)的統(tǒng)計,還可以利用計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遠程控制和顯示數(shù)據(jù)。
并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)可以向公共電網(wǎng)逆流供電,其“晝發(fā)夜用”的發(fā)電特性正好可對公共電網(wǎng)實行峰谷調(diào)節(jié),對加強供電的穩(wěn)定性和可靠性十分有利。與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)相比,可以不用儲能蓄電設(shè)備(特殊場合除外),從而擴大了使用范圍和靈活性,并使發(fā)電系統(tǒng)成本大大降低。
對于有儲能系統(tǒng)的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng),光伏逆變器中將含有充放電控制功能,負責調(diào)節(jié)、控制和保護儲能系統(tǒng)正常工作。