太阳能光伏技术基础

本文最初发表在《太阳之恋》上：

通过Shutterstock的太阳能光伏板

一个简单的太阳能光伏（PV）系统包含以下基本组件：

太阳能电池：太阳能电池是一种固态电子设备（p-n结），利用光伏效应将光能直接转换为电能（DC）。太阳能电池分为多结电池，单结电池，晶体电池，薄膜技术或某些类型的新兴PV电池（如有机电池等）。单个太阳能电池的集合称为太阳能模块。根据期望的输出，太阳能电池通过电线并联或串联连接。如果我们希望有更多电流，则将电池并联连接，如果我们希望有更多电压，则将电池串联连接。根据所需的输出将太阳能电池组件串联或并联时，太阳能电池组件的集合称为太阳能电池组件阵列。太阳能充电控制器：如果我们希望将太阳能电池板产生的直流电充电到电池上，就像在屋顶安装中常见的那样，那么太阳能充电控制器是不可避免的。通过该控制器，可以延长电池寿命，并为电池输入保持恒定的输出电压，通常为12伏或24伏。它使用PWM（脉冲宽度调制器）或MPPT（最大功率点跟踪器）技术以获得更好的充电性能。汇流箱是配电箱，直流断路器位于其中。组合器盒组合来自面板（模块或阵列）终端的多个DC输入，并将它们转换为一个DC输出。汇流箱的输出连接到充电控制器或逆变器，具体取决于安装的系统类型。该逆变器也称为中央逆变器或串式逆变器。它将来自汇流箱的单个直流输出功率转换为交流功率，然后可以将其连接到电源/电网。该逆变器使用MPPT（最大功率点跟踪器）技术以获得更好的优化输出。但是，使用这种逆变器会引起部分阴影或阴影问题（在技术上称为太阳能电池板的潜在感应退化（PID））。该逆变器安装在模块级别。它使用每个模块的微型逆变器将生成的直流电转换为交流电。该逆变器还使用MPPT（最大功率点跟踪器）技术以获得更好的输出。这种逆变器的优点是它具有更高的可靠性和更好的性能。同时也减少了PID的影响。电源电缆有两种。低压电力电缆（至配电箱的太阳能电池板，至逆变器的汇流箱，至变压器的逆变器）和中压电力电缆（至变电站的变压器）。开关装置/保护装置：开关装置是光伏系统中最重要的组件之一。它可以保护组件免受操作期间的任何故障影响，例如过流，过压，温度升高，雷电故障，开关故障等。为了提高系统的可靠性，必须在每个组件之间进行通信。中央监控计算机可以检查每个组件之间的通信以及故障跳闸的执行情况。电能质量问题：这已成为公用事业部门普通消费者的主要话题之一。由于电缆连接，功率信号中干扰的可能性更高，从而导致生成的输出功率降低。在这种情况下，包裹电缆的金属网可改善屏蔽效果。由于在逆变器中使用了功率电子开关，因此共模（CM）干扰非常明显。由于CM干扰，可以看到电源瞬变，并且输出功率失真。彻底了解与光伏系统有关的EMC对于该给定的光伏系统更好的性能和更高的可靠性至关重要。

通过对光伏的基本介绍，我们接下来将深入探讨这些组件中的每一个。