光伏系统

光伏系统一般分为独立系统、并网系统和混合系统。根据太阳能光伏系统的应用形式、应用规模、负载类型等，可分为六种类型。

系统介绍

根据太阳能光伏系统的应用形式、应用规模和负载类型，光伏供电系统应进行更为细致的划分。光伏系统还可细分为以下六种类型：小型太阳能供电系统（Small DC）；简易直流系统（Simple DC）；大型太阳能供电系统（Large DC）；交直流供电系统（AC/DC）；并网系统（Utility Grid Connect）；混合供电系统（Hybrid）；并网混合系统。下面分别介绍各系统的工作原理和特点。

供电系统

小型太阳能供电系统的特点是系统中只有一个直流负载且负载功率较小，整个系统结构简单，操作方便。其主要用途是一般家用系统、各类民用直流产品以及相关娱乐设备。例如在我国西部地区，这种类型的光伏系统已经得到广泛应用，负载为直流灯，用于解决无电地区的家庭照明问题。

直流系统

该系统的特点是系统中的负载为直流负载，对负载的使用时间没有特殊要求，主要在白天使用，因此系统中不使用蓄电池，也不需要控制器。系统结构简单，可直接使用。光伏组件为负载供电，省去了蓄电池中能量的储存和释放过程，也省去了控制器中的能量损耗，提高了能量利用效率。常用于光伏水泵系统、一些临时设备的白天供电以及一些旅游设施。图1所示为一个简单的直流光伏水泵系统。该系统在缺乏纯净自来水可供饮用的发展中国家得到了广泛的应用，并产生了良好的社会效益。

大型太阳能发电系统

相比以上两种光伏系统，大型太阳能光伏系统仍然适用于直流电源系统，但此类太阳能光伏系统通常负载功率较大，为了保证对负载稳定供电，其相应的系统规模也较大，需要配置更大的光伏组件阵列和更大的蓄电池组。其常见的应用形式有通信、遥测、监控设备供电，农村集中供电，航标灯塔、路灯等。我国西部一些无电地区建设的一些农村光伏电站就采用这种形式，中国移动、中国联通在边远无电网地区建设的通信基站也采用这种光伏系统供电。如山西万家寨通信基站项目。

交直流供电系统

与上述三种太阳能光伏系统不同的是，这种光伏系统可以同时为直流负载和交流负载提供电力，并且在系统结构上比上述三种系统多了一个逆变器，用于将直流电能转换为交流电能，以满足交流负载的需求。通常此类系统的负载功耗也比较大，因此系统规模也比较大。它应用于一些同时有交直流负载的通信基站以及其他同时有交直流负载的光伏电站。

并网系统

该太阳能光伏系统最大的特点是将光伏阵列发出的直流电通过并网逆变器转换成符合市电要求的交流电，然后直接接入市电网络。在负载之外，多余的功率则反馈回电网。在阴雨天或夜间，当光伏阵列不发电或发电量不能满足负载需求时，由电网供电。由于电能直接输入电网，省去了蓄电池的配置，节省了蓄电池储能和释放的过程。但是，系统中需要配备专用的并网逆变器，以保证输出功率满足电网对电压、频率等指标的要求。由于逆变器效率问题，仍然会有一定的能量损耗。此类系统往往能够利用市电和并联的太阳能光伏组件阵列作为局部交流负载的电源，降低整个系统的负载缺电率。此外，光伏系统并网还能对公共电网起到调峰的作用。针对并网系统的特点，索盈电气早在几年前就成功研发出一款太阳能并网逆变器，专门针对各种盈亏电能的回收利用，取得了长足的进步，攻克了并网系统上的一系列技术难题。

混合供应系统

该太阳能光伏系统除了采用太阳能光伏组件阵列外，还采用燃油发电机作为备用电源。采用混合供电系统的目的是综合利用各种发电技术的优势，避免各自的缺点。例如，上述独立光伏系统的优点是维护量较少，缺点是能量输出受天气影响较大且不稳定。

与单一能源独立系统相比，使用柴油发电机和光伏阵列组合的混合供电系统可以提供不受天气影响的能源。

并网混合供电系统

随着太阳能光电产业的发展，出现了一种可以综合利用太阳能光伏组件阵列、市电和备用燃油发电机的并网混合供电系统。这种系统通常将控制器和逆变器集成在一起，利用电脑芯片全面控制整个系统的运行，综合利用各种能源使其达到最佳工作状态，还可以利用蓄电池进一步提高系统对负载的供电保证率，例如AES公司的SMD逆变系统。该系统可以为本地负载提供合格的电力，可以作为在线式UPS（不间断电源）工作。也可以向电网供电或从电网获取电力。该系统的工作模式通常是市电与太阳能并联工作。对于本地负载，如果光伏组件发出的电力足够负载使用，则直接使用光伏组件发出的电力来供给负载的需求。如果光伏组件发出的功率超过即刻负载的需求，多余的功率还可以返回电网；如果光伏组件发出的功率不足，则自动启用市电，利用市电来供给当地负载的需求。当负载的用电功率低于SMD逆变器额定市电容量的60%时，市电会自动对蓄电池充电，保证蓄电池长期处于浮充状态；如果市电发生故障，即市电断电或者市电质量不达标，系统会自动断开市电，转为独立工作模式，负载所需的交流电由蓄电池和逆变器提供。一旦市电恢复正常，即电压、频率恢复到上述正常状态，系统就会断开蓄电池，转为并网模式，由市电供电。在一些并网混合供电系统中，系统监测、控制和数据采集功能也可以集成到控制芯片中。此类系统的核心部件是控制器和逆变器。

离网光伏系统

离网光伏发电系统是一种利用光伏组件发电，通过控制器管理蓄电池的充放电，向直流负载提供电能，或通过逆变器向交流负载提供电能的新型电源。广泛应用于高原、海岛、边远山区及环境恶劣的野外作业，也可作为通信基站、广告灯箱、路灯等的供电电源。光伏发电系统利用取之不尽、用之不竭的自然能源，可有效缓解电力短缺地区的需求冲突，解决偏远地区的生活、通讯等问题，改善全球生态环境，促进人类可持续发展。

系统功能

光伏板是发电部件，光伏控制器对发出的电能进行调节和控制，一方面把调节后的能量送给直流负载或者交流负载，另一方面把多余的能量送给蓄电池组储存起来。当发出的电能不能满足负载需要的时候，控制器就把蓄电池的电能送给负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不要过度充电。当蓄电池储存的电能放电完毕后，控制器要控制蓄电池不要过度放电，以保护蓄电池。当控制器的性能不好的时候，会大大影响蓄电池的使用寿命，最终影响系统的可靠性。蓄电池的任务是储存能量，以便晚上或者阴雨天能给负载供电。逆变器负责把直流电能转换成交流电，供交流负载使用。