2 独立光伏系统方案设计
2.1光伏发电系统[03]
2.1.1光伏发电的基本原理
光子被吸收后结果之一是将其携带能量转移到吸收物质中的电子上，原子中的电子可能从低能态升为高能态摆脱原子而成为自由电子。当物体受到光照时，物体内电荷由上述而发生变化产生电动势和电流的效应叫做光伏效应，是光伏电池的原理。而将其应用在半导体材料中，使光照在半导体材料上产生电子空穴对，这些电子空穴对在pn结的电场作用下产生分离运动，其中电子移向n区，而空穴则移向p区导致在外部端子上呈现电压并可通过外部电路产生电流这就是光伏特效应，是光伏发电基本原理。
2.1.2光伏电池分类
以晶体管硅材料制备的太阳能电池包括：单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池，非硅太阳能电池和薄膜晶体硅太阳能电池，单晶硅具有电池转换效率高稳定性好，但成本高；非晶体硅生产效率高，成本低廉，但转换效率低且效率衰减的较快、不稳定。多晶硅具有稳定的转换效率且性价比最高，是目前光伏发电系统应用中前景最理想材料；薄膜晶体硅可以降低成本是最具有前景的太阳能电池，实验阶段，未量产。
2.2独立光伏系统组成[04]
独立运行太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池方阵，蓄电池组，控制器和逆变器四部分构成。
(1) 太阳能电池方阵
光伏电池是组成太阳能光伏发电系统最基本的单位。但单体光伏电池发出的电能很小,工作电压约0.45-0.5V作电流20-25mA/cm2，而且是直流电，在大多数情况下很难满足实际应用的需要。为满足负载要求的输出功率，一般都将电池组串并成太阳能电池组件。按照国际电工委员会EIC:1215:1993标准，市场上的光伏电池组件一般采用36片或72片多晶硅太阳能电池进行串联以形成12V和24V各种类型的组件。用户可以根据需要选择电池组件组合连接成为太阳能电池方阵。
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(2) 蓄电池组
太阳能发电系统只能在日间有阳光的时候才能发电，而多数情况人们主要在夜间大量用电，所以需要存储太阳能电池方阵发出的电能并随时向负载供电。光伏系统对蓄电池组的要求是:1、自放电率低;2、使用寿命长;3、深放电能力强;4、充电效率高;5、少文护或免文护;6、工作温度范围宽;7、价格低廉。配套200Ah以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封免文护铅酸电池;配套200Ah以下铅酸蓄电池，一般小型密封免文护铅酸电池。
(3) 控制器
控制器是光伏发电系统的核心部件之一，主要用于实现整套系统地充、放电管理。太阳能光伏阵列发出的直流电能，经过控制器对蓄电池充电，在蓄电池未充满时，控制器的作用是最大限度地对蓄电池充电，当蓄电池被充满时，控制太阳能充电电能，使蓄电池处于浮充状态。当蓄电池放电至接近蓄电池过放点电压时，控制器将发出蓄电池电量不足报警并切断蓄电池的放电回路，以保护蓄电池。随着光伏产业的发展，控制器的功能越来越强大，有将传统的控制器、逆变器以及监测系统集成的趋势，如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三种功能。
(4) 逆变器
光伏电池阵列所发出电能为直流电，而大多数用电设备需交流供电，所以系统中需要逆变器将直流电转换为交流电。对逆变器的基本要求是:1、能输出一个电压稳定、频率稳定的交流电，无论是输入电压发生波动还是负载发生变换，都要能达到一定的电压精度;2、具有一定的过载能力，一般能过载125%一150%;3、输出电压波形含的谐波成分应尽量少;4、具有短路、过载、过热、过电压、欠电压等保护功能和报警功能，且具有快速的动态响应。
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