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太阳能光伏发电系统简介

太阳能作为绿色资源，被认为是人类在21世纪将取代传统化石能源的最佳

选择之一太阳能发电是太阳能电源的发展方向，本文全面介介绍了20KW的太阳

能发电工程的系统设计及安装情况，整个设计包括电池组件及支架、逆变器、系

统的防雷保护、监控系统等部分的设计。该套系统具有安装维护方便，转换效率

高，发电稳定可靠等特点。

能源和环境问题是近十几年来世界关注的焦点，随着社会的进步，对能源的

需求量也越来越大，为了实现能源和环境的可持续发展，世界各国都将太阳能光

伏发电作为发展的重点。太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏

效应，将太阳能辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。太阳能光伏发电代

表了太阳能能源的发展方向，是21世纪最具吸引力的能源利用技术。从能源供

应的安全及清洁角度出发，太阳能的商业化开发和利用已成为发展趋势，目前世

界各国已将其广泛应用在电站、通信、工业、家用等各方面。

从系统结构上看，太阳能光伏发电系统分为离网型和并网型两种型式，

离网型光伏发电系统：需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远区和

人口分散地区，离网型系统由太阳电池组、充电控制器、逆变器和蓄电池组构成。

并网型光伏发电系统：在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网

运行，可以起到对电网调蜂、提高电网末端的电压稳定性、改善电网的功率因数

和有效地消除电网杂波，是大规模利用太阳电池发电的发展方向。

本文主要是结合目前实施的太阳能光伏发电工程的设计与施工情况，对如何

实施光伏发电系统的设计与施工进行介绍，并对构成光伏发电系统的各种设备以

及监控系统也做以介绍。这里以20KW太阳能发电工程为例来介绍如何设计实施

一个光伏发电工程系统。

并网光伏发电系统原理与结构：并网型光伏发电系统与常规电网相连主要，

由太阳能电池组件、太阳能电池阵列、并网逆变器等组成，太阳能电池板接收光

照后发出的电经过逆变器，逆变器将直流电转换成交流电后可以送到电网上也，

可以直接为交流负载供电。

太阳能电池组件

太阳能电池组件是由一定数量的太阳能电池构成，这些太阳能电池通过导线

连接，太阳能电池以把光能转换成电能的最小单位的太阳能电池单元为基片，由

于一个太阳能电池只能产生大约0.5伏的电压，远远低于实际使用所需要的电

压，为了满足实际使用的需要，通过把太阳能电池连接起来构成电池组件。

太阳能电池阵列

太阳能电池阵列是指安装在屋顶或地面上的太阳能电池组件的组合，太阳能

电池阵列由若干个太阳能电池组件串联及并联连接构成，能够得到所需的直流电

压和输出功率，太阳能电池阵列集合了一定数量的太阳能电池组件，如果要牢固

的安装，则还需要使用安装支架。、

逆变器

逆变器是通过半导体功率开关的开通和关断作用．把直流电能转变成交流电

能的一种变换装置，是整流变换的逆过程。由于太阳能电池发出的是直流电，而

一般的负载及电网是交流，所以逆变器在光伏发电系统中是必不可少的。除此之

外，当系统侧出现异常时，逆变器也能对系统进行保护。逆变器一般也分为独立

系统和并网系统逆变器。

工程设计总则

太阳能发电系统的设计首先必须综合考虑安装地点的环境，了解所在地的经纬度、

系统的最大负载功率、系统的输出电压及交直流方式等因素，在此基础上．制定相应的

设计方案。本工程的总体设计遵循以下原则：

1、由于本工程是安装在屋顶一圆弧形状的平台上，因此在阵列设计时不但要使

安装后的阵列获得最大功率，同时还应考虑与建筑物的完美结合，使安装效果美观。

2、考虑到并网系统在安装及使用过程中的安全及可靠性，在并网逆变器直流输

入端安装直流汇线箱。

3、结合直流汇线箱的数量（6个），决定电池组件连接时进入每个直流汇线箱的

具体结构形式。

4、并网逆变器与电网连接采用三相四线制的输出方式。

电池组件的选型考虑

1、采用单晶硅太阳能电池板，型号STP77S-12/Bb。

2、主要技术参数

开路电压：21.26V,短路电流：5.0A，额定电压：17.5V，额定电流：4.40A,输出

功率：77W，最大系统电压：715DC，工作温度：-40一十85℃，外形尺寸：1195mmx541

mmx30mm，重量：8Kg。

3、电池板20年内转换效率（或输出功率）衰减：＜10%。

太阳能电池方阵的设计考虑

1、总体要求：

太阳能发电系统设计容量约