一般將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)分為獨(dú)立系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。 如果根據(jù)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用形式、應(yīng)用規(guī)模和負(fù)載的類型，對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行比較細(xì)致的劃分，可將 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)分為如下幾種類型：小型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，太陽能光伏發(fā)電簡單直流系統(tǒng)，大型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，太陽能光伏發(fā)電交流、直流供電系統(tǒng)，并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，混合供電太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，并網(wǎng)混合太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。

獨(dú)立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在自己的閉路系統(tǒng)內(nèi)部形成電路，是通過太陽能電池組將接收來的太陽輻射能量直接轉(zhuǎn)換成電能供給負(fù)載，并將多余能量經(jīng)過充電控制器后以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在蓄電池中。

并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通過太陽能電池組將接收來的太陽輻射能量轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)過高頻直流轉(zhuǎn)換后變成高壓直流電，經(jīng)過逆變器逆變后向電網(wǎng)輸出與電網(wǎng)電壓同頻、同相的正弦交流電流。

1、獨(dú)立太陽能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模和應(yīng)用形式各異，如系統(tǒng)規(guī)模跨度很大，小到0.3-2W的太陽能庭院燈，大到MW級(jí)的太陽能光伏電站；其應(yīng)用形式也多種多樣，在家用、交通、通信、空間等諸多領(lǐng)域都能得到廣泛的應(yīng)用。盡管光伏系統(tǒng)規(guī)模大小不一，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。獨(dú)立的太陽能光伏系統(tǒng)由太陽能電池方陣、蓄電池組、控制器、DC/AC變換器、用電負(fù)載構(gòu)成。

1)光伏組件方陣
在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中最重要的是太陽能電池，它是收集太陽光的核心組件。大量的太陽能電池組合在一起構(gòu)成光伏組件方陣。太陽能電池主要分為晶體硅電池（包括單晶硅Monoc-Si、多晶硅Multi-Si、帶狀硅凡bbon/Sheetc-Si)、非晶硅電池(a-Si)、非硅電池（包括硒化銅鈉CIS、啼化鍋CdTe)。

出于技術(shù)和材料的原因，單一太陽能電池的發(fā)電量是十分有限的。實(shí)用中的太陽能電池是將若干單一電池經(jīng)串聯(lián)、并聯(lián)組成的電池系統(tǒng)，稱為電池組件。近年來，作為太陽能電池主流技術(shù)的晶體硅電池的原材料價(jià)格不斷上漲，從而致使晶體硅電池的成本大幅攀升，這使得非晶硅電池成本優(yōu)勢更加明顯。另外，薄膜電池（大大節(jié)約原材料使用，從而大幅降低成本）已成為太陽能電池的發(fā)展方向，但是其技術(shù)要求非常高。非晶硅薄膜電池作為目前技術(shù)最成熟的薄膜電池，是薄膜電池中最具有增長潛力的品種。

2)蓄電池

蓄電池組是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的儲(chǔ)能裝置，由它將太陽能電池方陣從太陽輻射能轉(zhuǎn)換來的直流電轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲(chǔ)存起來，以供負(fù)載應(yīng)用。由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸入能量極不穩(wěn)定，所以一般需要配置蓄電池才能使負(fù)載正常工作。太陽能電池產(chǎn)生的電能以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在蓄電池中，在負(fù)載需要供電時(shí)，蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能供應(yīng)給負(fù)載。蓄電池的特性直接影響太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作效率、可靠性和價(jià)格。蓄電池容量的選擇一般要遵循以下原則：首先在能夠滿足負(fù)載用電的前提下，把白天太陽能電池組件產(chǎn)生的電能盡量存儲(chǔ)下來，同時(shí)還要能夠存儲(chǔ)預(yù)定的連續(xù)陰雨天時(shí)負(fù)載需要的電能。

蓄電池容量要受到末端負(fù)載需用電量和日照時(shí)間（發(fā)電時(shí)間）的影響。因此，蓄電池的安時(shí)容量由預(yù)定的負(fù)載需用電量和連續(xù)無日照時(shí)間決定。目前，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)常用的是閥控密封鉛酸蓄電池、深放電吸液式鉛酸蓄電池等。

3)控制器

控制器的作用是使太陽能電池和蓄電池高效、安全、可靠地工作，以獲得最高效率并延長蓄電池的使用壽命?？刂破鲗π铍姵氐某?、放電進(jìn)行控制，并按照負(fù)載的電源需求控制太陽能電池組件和蓄電池對負(fù)載輸出電能?？刂破魇钦麄€(gè)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的核心部分，通過控制器對蓄電池充放電條件加以限制，防止蓄電池反充電、過充電及過放電。另外，控制器還應(yīng)具有電路短路保護(hù)、反接保護(hù)、雷電保護(hù)及溫度補(bǔ)償?shù)裙δ?。由于太陽能電池的輸出能量極不穩(wěn)定，對于太陽能發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說，控制器充、放電控制電路的質(zhì)量至關(guān)重要。

控制器的主要功能是使太陽能發(fā)電系統(tǒng)始終處千發(fā)電的最大功率點(diǎn)附近，以獲得最高效率。充電控制通常采用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)(PWM控制方式），使整個(gè)系統(tǒng)始終運(yùn)行于最大功率點(diǎn)Pm附近區(qū)域。放電控制主要是指當(dāng)蓄電池缺電、系統(tǒng)故障（如蓄電池開路或接反）時(shí)切斷開關(guān)。目前研制出了既能跟蹤調(diào)控點(diǎn)Pm,又能跟蹤太陽移動(dòng)參數(shù)的“向日葵”式控制器，將固定太陽能電池組件的效率提高了50%左右。隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，控制器的功能越來越強(qiáng)大，有將傳統(tǒng)的控制部分、變換器及監(jiān)測系統(tǒng)集成的趨勢，如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三種功能。

4)DC/AC變換器

在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，如果含有交流負(fù)載，那么就要使用DC/AC變換器，將太陽能電池組件產(chǎn)生的直流電或蓄電池釋放的直流電轉(zhuǎn)化為負(fù)載需要的交流電。太陽能電池組件產(chǎn)生的直流電或蓄電池釋放的直流電經(jīng)逆變主電路的調(diào)制、濾波、升壓后，得到與交流負(fù)載額定頻率、額定電壓相同的正弦交流電提供給系統(tǒng)負(fù)載使用。逆變器按激勵(lì)方式，可分為自激式振蕩逆變和他激式振蕩逆變。逆變器具有電路短路保護(hù)、欠壓保護(hù)、過流保護(hù)、反接保護(hù)及雷電保護(hù)等功能。

5)用電負(fù)載

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)按負(fù)載性質(zhì)分為直流負(fù)載系統(tǒng)和交流負(fù)載系統(tǒng)，其系統(tǒng)框圖如下。

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)目前面臨以下兩個(gè)問題：

(1)能量密度不大，整體的利用效率較低，前期的投資較大。

(2)獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置一般以鉛酸蓄電池為主，蓄電池成本占太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)初始設(shè)備成本的25%左右，若對蓄電池的充、放電控制比較簡單，容易導(dǎo)致蓄電池提前失效，增加了系統(tǒng)的運(yùn)行成本。蓄電池在20年的運(yùn)行周期中占投資費(fèi)用的43%,大多數(shù)蓄電池并不能達(dá)到設(shè)計(jì)的使用壽命，除了蓄電池本身的缺陷和維護(hù)不到位外，蓄電池運(yùn)行管理不合理是導(dǎo)致蓄電池提前失效的重要原因。

因此對于獨(dú)立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，提高能量利用率，研究科學(xué)的系統(tǒng)能量控制策略，可以降低獨(dú)立光伏系統(tǒng)的投資費(fèi)用。

2、并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏電池方陣、控制器、并網(wǎng)逆變器組成，不經(jīng)過蓄電池儲(chǔ)能，通過并網(wǎng)逆變器直接將電能輸入公共電網(wǎng)。因直接將電能輸入公共電網(wǎng)，故免除配置蓄電池，省掉蓄電池儲(chǔ)能和釋放的過程，減少能量損耗，節(jié)省其占用的空間及系統(tǒng)投資與維護(hù)，降低了成本；發(fā)電容量可以做得很大并可保障用電設(shè)備電源的可靠性。但是，由于逆變器輸出與電網(wǎng)并聯(lián)，所以必須保持兩組電源電壓、相位、頻率等電氣特性的一致性，否則會(huì)造成兩組電源相互間的充、放電，引起整個(gè)電源系統(tǒng)的內(nèi)耗和不穩(wěn)定。

并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的主要組件是逆變器或電源調(diào)節(jié)器(PCU)。PCU把太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為符合電力部門要求的標(biāo)準(zhǔn)交流電，當(dāng)電力部門停止供電（如公共電網(wǎng)出現(xiàn)故障）時(shí)，PCU會(huì)自動(dòng)切斷電源。當(dāng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能超過系統(tǒng)負(fù)載實(shí)際所需的電量時(shí)，將多余的電能傳輸給公共電網(wǎng)。在陰雨天或夜晚，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能小千系統(tǒng)負(fù)載實(shí)際所需的電量時(shí)，可通過公共電網(wǎng)補(bǔ)充系統(tǒng)負(fù)載所需要的電量。同時(shí)也要保證在公共電網(wǎng)故障或維修時(shí)，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)不會(huì)將電能饋送到公共電網(wǎng)上，以使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。并網(wǎng)太陽能發(fā)電是太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展方向，是21世紀(jì)極具潛力的能源利用技術(shù)。

并網(wǎng)運(yùn)行的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，要求逆變器具有同公共電網(wǎng)連接的功能。并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)如圖1-4所示。由于太陽能電池板安裝的多樣性，為了使太陽能的轉(zhuǎn)換效率最高，要求并網(wǎng)逆變器具有多種組合運(yùn)行方式，以實(shí)現(xiàn)最佳方式的太陽能轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)在世界上比較通行的并網(wǎng)逆變器有：集中逆變器、組串逆變器、多組串逆變器和組件逆變器。

1)集中逆變器

集中逆變器一般用千大型太陽能光伏發(fā)電站（大于10kW)中，很多并行的光伏組件被連到同一臺(tái)集中逆變器的直流輸入端，一般功率大的逆變器使用三相的IGBT功率模塊，功率較小的逆變器使用場效應(yīng)晶體管，同時(shí)使用具有DSP的控制器來控制逆變器輸出電能的質(zhì)量，使它非常接近千正弦波電流。集中逆變器的最大特點(diǎn)是系統(tǒng)的功率大、成本低。集中逆變式光伏發(fā)電系統(tǒng)受光伏組件的匹配和部分遮影的影響，使整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率降低。同時(shí)，整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性也受某一光伏單元組工作狀態(tài)不良的影響。最新的研究方向是運(yùn)用空間矢星調(diào)制控制技術(shù)，以及開發(fā)新的逆變器的拓?fù)溥B接，以獲得集中逆變式光伏發(fā)電系統(tǒng)的高的效率。

Solar Max(索拉爾·馬克斯）集中逆變器可以附加一個(gè)光伏陣列的接口箱，對每一光伏組件進(jìn)行監(jiān)控，如光伏陣列中有一光伏組件工作不正常，系統(tǒng)將會(huì)把這一信息傳到遠(yuǎn)程控制器上，同時(shí)可以通過遠(yuǎn)程控制器讓這一光伏組件停止工作，從而不會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)光伏組件故障而降低和影響整個(gè)光伏系統(tǒng)的功率輸出。

2)組串逆變器

組串逆變器已成為現(xiàn)在國際市場上最流行的逆變器。組串逆變器以模塊化為基礎(chǔ)，每個(gè)光伏組串(1-5kW)通過一個(gè)逆變器，在直流端具有最大功率峰值跟蹤，在交流端與公共電網(wǎng)并網(wǎng)。許多大型太陽能光伏發(fā)電廠使用組串逆變器。組串逆變器的優(yōu)點(diǎn)是不受組串間模塊差異和遮影的影響，同時(shí)減少了光伏組件最佳工作點(diǎn)與逆變器不匹配的情況，從而增加了發(fā)電量。技術(shù)上的這些優(yōu)勢不僅降低了系統(tǒng)成本，也增加了系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，在組串間引入“主-從”概念，使系統(tǒng)在單組光伏組件不能滿足單個(gè)逆變器工作的情況下，將幾組光伏組件連在一起，讓其中一個(gè)或幾個(gè)組件工作，從而輸出更多的電能。最新的概念為幾個(gè)逆變器相互組成一個(gè)“團(tuán)隊(duì)”來代替“主-從”概念，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性。目前，無變壓器式組串逆變器已在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中占了主導(dǎo)地位。

3)多組串逆變器

多組串逆變器利用集中逆變和組串逆變的優(yōu)點(diǎn)，避免了其缺點(diǎn)，可應(yīng)用于幾千瓦的光伏發(fā)電站。在多組串逆變器中，包含了不同的單獨(dú)的功率峰值跟蹤和DC/DC轉(zhuǎn)換器，這些直流電通過一個(gè)普通的逆變器轉(zhuǎn)換成交流電與公共電網(wǎng)并網(wǎng)。光伏組串的不同額定值（如不同的額定功率、每個(gè)組串不同的組件數(shù)、組件的不同的生產(chǎn)廠家等）、不同的尺寸或不同技術(shù)的光伏組件、不同方向的組串（如東、南和西）、不同的傾角或遮影，都可以被連在一個(gè)共同的逆變器上，同時(shí)每一組串都工作在它們各自的最大功率峰值上。同時(shí)，可減小直流電纜的長度，將組串間的遮影影響和由于組串間的差異而引起的損失減到最小。

4)組件逆變器

組件逆變器是將每個(gè)光伏組件與一個(gè)逆變器相連，同時(shí)每個(gè)組件有一個(gè)單獨(dú)的最大功率蜂值跟蹤，使組件與逆變器的配合更好。通常用于50-400W的光伏發(fā)電站，總效率低于組串逆變器。由于是在交流處并聯(lián)，所以增加了逆變器交流側(cè)接線的復(fù)雜性，使維護(hù)困難。另外，需要解決的是怎樣更有效地與電網(wǎng)并網(wǎng)，簡單的辦法是直接通過普通的交流電插座進(jìn)行并網(wǎng)，這樣可以減少成本和設(shè)備的安裝，但各地的電網(wǎng)的安全標(biāo)準(zhǔn)不允許這樣做，電力公司禁止將發(fā)電裝置直接和普通家庭用戶的普通插座相連。

并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是，太陽能電池組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接并入公共電網(wǎng)，不需配置蓄電池，可以充分利用光伏方陣所發(fā)的電能，從而減小能量的損耗，并降低系統(tǒng)的成本。但是，系統(tǒng)中需要專用的并網(wǎng)逆變器，以保證輸出的電力滿足電網(wǎng)對電壓、頻率等電性能指標(biāo)的要求。因逆變器效率的問題，還是會(huì)有部分的能量損失。這種系統(tǒng)通常能夠并行使用市電和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)作為本地交流負(fù)載的電源，降低整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載缺電率，而且并網(wǎng)光伏系統(tǒng)可以對公用電網(wǎng)起到調(diào)峰作用。但并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)作為一種分散式發(fā)電系統(tǒng)，對傳統(tǒng)的集中供電系統(tǒng)的電網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生一些不良的影響，如諧波污染、孤島效應(yīng)等

（En général, le système de production d'énergie solaire photovolta?que est divisé en système indépendant, système connecté au réseau et système hybride. Si le système de production d'énergie solaire photovolta?que est divisé en plusieurs types selon la forme d'application, l'échelle d'application et le type de charge du système de production d'énergie solaire photovolta?que, le système de production d'énergie solaire photovolta?que peut être divisé en plusieurs types: petit système de production d'énergie solaire photovolta?que, système de production d'énergie solaire photovolta?que simple à courant continu, grand système de production d'énergie solaire photovolta?que, système de production d'énergie solaire photovolta?que à courant alternatif et système d'alimentation en courant continu. Système photovolta?que solaire raccordé au réseau, système photovolta?que solaire hybride, système photovolta?que solaire hybride raccordé au réseau.

Le système photovolta?que solaire indépendant forme un circuit à l'intérieur de son propre système en circuit fermé. Il convertit directement l'énergie de rayonnement solaire re?ue en charge d'alimentation électrique par l'intermédiaire de la batterie solaire, et stocke l'énergie excédentaire dans la batterie sous forme d'énergie chimique après avoir traversé le Contr?leur de charge.



Le système de production d'énergie connecté au réseau Convertit l'énergie de rayonnement solaire re?ue en énergie électrique par l'intermédiaire d'une batterie solaire, puis en courant continu haute tension après conversion en courant continu haute fréquence, puis en courant alternatif sinuso?dal avec la même fréquence et la même phase que la tension du réseau après inversion de l'onduleur.



1. Composition du système photovolta?que solaire indépendant

L'échelle et la forme d'application du système de production d'énergie solaire photovolta?que sont différentes, comme la grande portée du système, la petite lampe de jardin solaire de 0,3 - 2W, la grande centrale solaire photovolta?que de MW; Ses applications sont diverses et peuvent être largement utilisées dans de nombreux domaines tels que la maison, les transports, les communications et l'espace. Bien que la taille du système photovolta?que varie, sa structure et son principe de fonctionnement sont essentiellement les mêmes. Le système photovolta?que solaire indépendant se compose d'un réseau de cellules solaires, d'une batterie de stockage, d'un contr?leur, d'un convertisseur DC / AC et d'une charge électrique.




Réseau de modules photovolta?ques

Dans les systèmes photovolta?ques solaires, le plus important est la cellule solaire, qui est l'élément central de la collecte de la lumière du soleil. Un grand nombre de cellules solaires sont combinées pour former un réseau de modules photovolta?ques. Les cellules solaires sont principalement divisées en cellules de silicium cristallin (y compris monoc si, Poly Si Multi - Si, ruban de silicium fanbbon / sheetc si), cellules de silicium amorphe (A - Si), cellules de silicium non silicium (y compris CIS de sélénide de cuivre et de sodium, CdTe de cuvette).

Pour des raisons techniques et matérielles, l'énergie produite par une seule cellule solaire est très limitée. Les cellules solaires pratiques sont un système de cellules qui se compose de plusieurs cellules simples en série et en parallèle, appelées modules de cellules. Au cours des dernières années, le prix des matières premières des cellules au silicium cristallin, qui sont la principale technologie des cellules solaires, a augmenté, ce qui a entra?né une augmentation considérable du co?t des cellules au silicium cristallin, ce qui rend l'avantage du co?t des cellules au silicium amorphe plus évident. En outre, les cellules à couches minces (qui permettent d'économiser considérablement l'utilisation des matières premières et de réduire considérablement les co?ts) sont devenues la direction du développement des cellules solaires, mais leurs exigences techniques sont très élevées. La cellule à film mince en silicium amorphe, en tant que cellule à film mince la plus mature de la technologie actuelle, est le type de cellule à film mince le plus prometteur.



Batterie de stockage



La batterie de stockage est un dispositif de stockage d'énergie dans le système de production d'énergie photovolta?que solaire, qui convertit le courant direct du réseau de cellules solaires de l'énergie de rayonnement solaire en énergie chimique pour le stockage d'énergie pour les applications de charge. étant donné que l'énergie d'entrée du système de production d'énergie solaire photovolta?que est extrêmement instable, il est généralement nécessaire de configurer la batterie de stockage pour que la charge fonctionne correctement. L'énergie électrique produite par les cellules solaires est stockée sous forme d'énergie chimique dans une batterie qui convertit l'énergie chimique en énergie électrique pour alimenter la charge lorsque celle - ci a besoin d'alimentation. Les caractéristiques de la batterie affectent directement l'efficacité, la fiabilité et le prix du système de production d'énergie solaire photovolta?que. Le choix de la capacité de la batterie de stockage doit généralement suivre les principes suivants: premièrement, l'énergie produite par les modules solaires pendant la journée doit être stockée autant que possible, à condition que la charge puisse être satisfaite, et en même temps, l'énergie nécessaire à la charge doit être stockée pendant les jours pluvieux consécutifs prédéterminés.



La capacité de la batterie est influencée par la demande d'énergie de la charge finale et le temps d'ensoleillement (temps de production). Par conséquent, la capacité en ampère - heure de la batterie est déterminée par la demande de charge prédéterminée et le temps sans soleil continu. à l'heure actuelle, les systèmes photovolta?ques solaires sont couramment utilisés dans les batteries au plomb - acide scellées par valve, les batteries au plomb - acide à décharge profonde, etc.



Contr?leur



Le r?le du Contr?leur est de faire fonctionner les cellules solaires et les batteries de stockage de manière efficace, s?re et fiable afin d'obtenir une efficacité maximale et de prolonger la durée de vie de la batterie. Le Contr?leur contr?le la charge et la décharge de la batterie de stockage et contr?le l'énergie électrique de sortie du module de batterie solaire et de la batterie de stockage en fonction de la demande d'alimentation de la charge. Le Contr?leur est la partie centrale de l'ensemble du système de production d'énergie solaire. Les conditions de charge et de décharge de la batterie de stockage sont limitées par le Contr?leur afin d'éviter la recharge, la surcharge et la décharge excessive de la batterie de stockage. En outre, le Contr?leur doit également avoir des fonctions telles que la protection du court - circuit, la protection contre l'inversion, la protection contre la foudre et la compensation de la température. En raison de l'énergie de sortie extrêmement instable des cellules solaires, la qualité du circuit de commande de charge et de décharge du Contr?leur est très importante pour la conception du système de production d'énergie solaire.



La fonction principale du Contr?leur est de faire en sorte que le système d'énergie solaire soit toujours près du point de puissance maximale de 1000 pour une efficacité maximale. La commande de charge utilise généralement la technique de modulation de la largeur des impulsions (méthode de commande PWM), de sorte que l'ensemble du système fonctionne toujours près du point de puissance maximale pm. La commande de décharge se réfère principalement à la coupure de l'interrupteur lorsque la batterie est hors tension et que le système est défectueux (par exemple, la batterie est ouverte ou inversée). à l'heure actuelle, on a mis au point un contr?leur de type ? tournesol ? qui peut suivre à la fois le point de contr?le PM et les paramètres de mouvement du soleil, ce qui augmente l'efficacité des modules solaires fixes d'environ 50%. Avec le développement de l'industrie photovolta?que solaire, la fonction du Contr?leur devient de plus en plus puissante. Il y a une tendance à intégrer la partie de contr?le traditionnelle, le convertisseur et le système de surveillance. Par exemple, le Contr?leur de la série spp et SMD d'AES intègre les trois fonctions ci - dessus.



Convertisseur DC / AC



Dans les systèmes photovolta?ques solaires, s'il y a une charge en courant alternatif, un convertisseur DC / AC est utilisé pour convertir le courant continu produit par les modules solaires ou le courant continu libéré par la batterie en courant alternatif nécessaire à la charge. Après modulation, filtrage et augmentation de tension par le circuit principal de l'onduleur, le courant continu généré par le module de cellule solaire ou le courant continu libéré par la batterie de stockage peut obtenir le même courant alternatif sinuso?dal que la fréquence nominale et la tension nominale de la charge en courant alternatif pour alimenter la charge du système. Selon le mode d'excitation, l'onduleur peut être divisé en onduleur d'oscillation auto - excité et en onduleur d'oscillation d'autre type. L'onduleur a les fonctions de protection du court - circuit, de protection contre la Sous - tension, de protection contre les surcharges, de protection contre la foudre, etc.



Charge électrique



Le système de production d'énergie solaire photovolta?que est divisé en système de charge en courant continu et en système de charge en courant alternatif en fonction de la nature de la charge. Le diagramme de bloc du système est le suivant.



Les systèmes photovolta?ques autonomes sont actuellement confrontés aux deux problèmes suivants:



La densité d'énergie est faible, l'efficacité globale d'utilisation est faible et l'investissement initial est important.



Le dispositif de stockage d'énergie du système de production d'énergie indépendant est principalement constitué de batteries au plomb - acide, dont le co?t représente environ 25% du co?t initial de l'équipement du système de production d'énergie photovolta?que solaire. Si le contr?le de la charge et de la décharge de la batterie est relativement simple, il est facile de provoquer une défaillance prématurée de la batterie et d'augmenter le co?t de fonctionnement du système. La batterie de stockage représente 43% des dépenses d'investissement dans le cycle de fonctionnement de 20 ans. La plupart des batteries de stockage ne peuvent pas atteindre la durée de vie prévue. En plus des défauts et de l'entretien de la batterie de stockage elle - même, la gestion déraisonnable du fonctionnement de la batterie de stockage est La cause importante de la défaillance prématurée de la batterie de stockage.



Par conséquent, pour les systèmes photovolta?ques solaires indépendants, l'augmentation du taux d'utilisation de l'énergie et l'étude de la stratégie scientifique de contr?le de l'énergie du système peuvent réduire les co?ts d'investissement des systèmes photovolta?ques indépendants.



2. Système photovolta?que solaire raccordé au réseau

Le système de production d'énergie solaire photovolta?que connecté au réseau se compose d'un réseau de cellules photovolta?ques, d'un contr?leur et d'un onduleur connecté au réseau. L'énergie électrique est directement introduite dans le réseau public par l'intermédiaire de l'onduleur connecté au réseau sans stockage d'énergie par batterie. En raison de l'entrée directe de l'énergie électrique dans le réseau public, la configuration de la batterie de stockage est évitée, le processus de stockage et de libération de l'énergie de la batterie de stockage est évité, la perte d'énergie est réduite, l'espace occupé et l'investissement et l'entretien du système sont économisés, et le co?t est réduit; La capacité de production d'électricité peut être très grande et assurer la fiabilité de l'alimentation électrique des consommateurs. Cependant, comme la sortie de l'onduleur est parallèle au réseau électrique, il est nécessaire de maintenir la cohérence de la tension, de la phase, de la fréquence et d'autres caractéristiques électriques des deux groupes d'alimentation, sinon la charge et la décharge entre les deux groupes d'alimentation se produiront, ce qui entra?nera la consommation interne et l'instabilité de l'ensemble du système d'alimentation.



Les principaux composants du système solaire connecté au réseau sont l'onduleur ou le régulateur de puissance (PCU). Le PcU convertit le courant continu généré par le système photovolta?que solaire en courant alternatif standard qui répond aux exigences du Département de l'énergie. Lorsque le Département de l'énergie arrête l'alimentation (par exemple, en cas de défaillance du réseau public), le PcU coupe automatiquement l'alimentation. Lorsque l'énergie produite par le système photovolta?que solaire dépasse la quantité d'énergie réellement nécessaire pour la charge du système, l'énergie excédentaire est transmise au réseau public. Par temps pluvieux ou par nuit, lorsque le système photovolta?que solaire produit une petite quantité d'énergie nécessaire à la charge réelle du système, la quantité d'énergie nécessaire à la charge du système peut être complétée par le réseau public. Dans le même temps, en cas de défaillance ou d'entretien du réseau public, le système de production d'énergie solaire photovolta?que ne peut pas alimenter le réseau public, de sorte que le système puisse fonctionner de manière stable et fiable. La production d'énergie solaire connectée au réseau est l'orientation du développement de la production d'énergie photovolta?que solaire et est une technologie potentielle d'utilisation de l'énergie au XXIe siècle.



Pour le système de production d'énergie solaire photovolta?que connecté au réseau, l'onduleur doit avoir la fonction de connexion au réseau public. Le système photovolta?que solaire raccordé au réseau est illustré à la figure 1 - 4. En raison de la diversité de l'installation des panneaux solaires, afin de maximiser l'efficacité de conversion de l'énergie solaire, l'onduleur connecté au réseau doit avoir de nombreux modes de fonctionnement combinés pour réaliser la meilleure conversion de l'énergie solaire. à l'heure actuelle, les onduleurs connectés au réseau les plus couramment utilisés dans le monde sont les onduleurs centralisés, les onduleurs à cha?ne, les onduleurs à cha?ne multiple et les onduleurs à composants.



Onduleur Central



L'onduleur central utilise généralement des milliers de grandes centrales photovolta?ques solaires (plus de 10 kW), de nombreux modules photovolta?ques parallèles sont connectés à l'entrée en courant continu du même onduleur central, l'onduleur général de grande puissance utilise un module de puissance IGBT en trois phases, l'onduleur de faible puissance utilise un transistor à effet de champ, et en même temps, un contr?leur DSP est utilisé pour contr?ler la qualité de l'énergie de sortie de l'onduleur, de sorte qu'il est très proche du courant d'onde sinuso?dale kilo. L'onduleur central est caractérisé par une grande puissance et un faible co?t. Le système de production d'énergie photovolta?que à onduleur centralisé est affecté par l'appariement des modules photovolta?ques et l'ombrage partiel, ce qui réduit l'efficacité de l'ensemble du système de production d'énergie photovolta?que. Entre - temps, la fiabilité de l'ensemble du système de production d'énergie photovolta?que est également affectée par l'état de fonctionnement d'une unit é photovolta?que. Le dernier domaine de recherche est l'utilisation de la technologie de modulation spatiale vectorielle par satellite et le développement de nouvelles connexions topologiques d'onduleurs pour obtenir une grande efficacité du système de production d'énergie photovolta?que à onduleur centralisé.



L'onduleur central Solar max (Solal max) peut être équipé d'une bo?te d'interface de réseau photovolta?que pour surveiller chaque module photovolta?que. S'il y a un module photovolta?que dans le réseau photovolta?que qui ne fonctionne pas correctement, le système transmettra cette information au Contr?leur à distance, et le module photovolta?que peut être arrêté par le Contr?leur à distance. Par conséquent, la sortie de puissance de l'ensemble du système photovolta?que ne sera pas réduite et affectée par la défaillance d'un module photovolta?que.



Onduleur de série



L'onduleur série est devenu l'onduleur le plus populaire sur le marché international. Les onduleurs de série sont basés sur la modularisation. Chaque série photovolta?que (1 - 5kw) passe par un onduleur avec le suivi de crête de puissance maximale à l'extrémité DC et est connectée au réseau public à l'extrémité AC. De nombreuses grandes centrales solaires photovolta?ques utilisent des onduleurs en série. L'avantage de l'onduleur en série est qu'il n'est pas affecté par la différence entre les modules en série et l'ombrage, et réduit l'inadéquation entre le point de fonctionnement optimal du module photovolta?que et l'onduleur, augmentant ainsi la production d'énergie. Ces avantages techniques non seulement réduisent le co?t du système, mais augmentent également sa fiabilité. Entre - temps, le concept de "ma?tre esclave" est introduit dans la cha?ne de groupe, de sorte que le système peut connecter plusieurs groupes de modules photovolta?ques ensemble et faire fonctionner un ou plusieurs d'entre eux pour produire plus d'énergie si un seul groupe de modules photovolta?ques ne peut pas répondre au fonctionnement d'un seul onduleur. Le concept le plus récent est que plusieurs onduleurs forment une ? équipe ? pour remplacer le concept ? ma?tre - esclave ?, ce qui améliore encore la fiabilité du système. à l'heure actuelle, l'onduleur en série sans transformateur a joué un r?le de premier plan dans le système de production d'énergie photovolta?que solaire.



Inverseur de série Multi - groupes



L'onduleur Multi - série peut être utilisé dans des centrales photovolta?ques de plusieurs kilowatts en utilisant les avantages de l'onduleur centralisé et de l'onduleur Multi - série, en évitant ses inconvénients. Dans plusieurs groupes d'onduleurs en série, il y a différents convertisseurs individuels de suivi de crête de puissance et de courant continu / courant continu, qui sont convertis en courant alternatif par un onduleur commun et connectés au réseau public. Les différentes notations des cha?nes photovolta?ques (par exemple, puissance nominale différente, nombre différent de modules par cha?ne, fabricant différent de modules, etc.), les différentes dimensions ou technologies des modules photovolta?ques, les cha?nes dans différentes directions (par exemple, est, Sud et Ouest), les différentes inclinaisons ou ombres peuvent être connectées à un onduleur commun, tandis que chaque cha?ne fonctionne sur leurs pics de puissance maximale respectifs. En même temps, la longueur du cable à courant continu peut être réduite, l'influence de l'ombre entre les cha?nes et les pertes causées par les différences entre les cha?nes peuvent être réduites au minimum.



Onduleur de composants



L'onduleur de module connecte chaque module photovolta?que à un onduleur, et chaque module a un suivi individuel de la puissance maximale de l'abeille, de sorte que le module et l'onduleur fonctionnent mieux. Généralement utilisé dans les centrales photovolta?ques de 50 à 400 W, l'efficacité totale est inférieure à celle des onduleurs en série. En raison de la connexion parallèle à l'AC, la complexité du cablage c?té AC de l'onduleur est augmentée, ce qui rend l'entretien difficile. En outre, ce qui doit être résolu est de savoir comment se connecter plus efficacement au réseau. La méthode simple est de se connecter directement au réseau par l'intermédiaire d'une prise de courant alternatif ordinaire, ce qui peut réduire les co?ts et l'installation de l'équipement, mais les normes de sécurité du réseau local ne le permettent pas, la compagnie d'électricité interdit de connecter directement l'unit é de production à la prise de courant ordinaire de l'utilisateur domestique ordinaire.



La caractéristique la plus importante du système de production d'énergie photovolta?que solaire connecté au réseau est que le courant continu produit par les modules de cellules solaires est converti en courant alternatif qui répond aux exigences du réseau électrique municipal par l'intermédiaire de l'onduleur connecté au réseau, puis directement incorporé dans le réseau public. Il n'est pas nécessaire de configurer la batterie de stockage, de sorte que l'énergie produite par le réseau photovolta?que peut être pleinement utilisée, de sorte que la perte d'énergie et le co?t du système peuvent être réduits. Cependant, un onduleur spécial connecté au réseau est nécessaire dans le système pour s'assurer que la puissance de sortie répond aux exigences du réseau électrique pour la tension, la fréquence et d'autres indices de performance électrique. En raison de l'efficacité de l'onduleur, il y aura encore une perte d'énergie partielle. Ce système peut généralement utiliser simultanément l'énergie municipale et le système photovolta?que solaire comme source d'énergie pour la charge AC locale, ce qui réduit le taux de perte de charge de l'ensemble du système, et le système photovolta?que connecté au réseau peut jouer un r?le de pointe dans le réseau public. Mais le système photovolta?que solaire connecté au réseau, en tant que système de production d'énergie distribué, aura un certain impact négatif sur le réseau électrique traditionnel du système d'alimentation centralisé, comme la pollution harmonique, l'effet d'?lot, etc.
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