光電系統

光電系統一般分為獨立系統、併網系統及混合系統。根據太陽能光電系統的應用形式、應用規模和負載類型，可分為六種類型。

系統介紹

根據太陽能光電系統的應用形式、應用規模和負載類型，光伏供電系統應進行更詳細的劃分。光電系統還可以細分為以下六種：小型太​​陽能供電系統（Small DC）；簡單直流系統（Simple DC）；大型太陽能供電系統（大型直流）；交直流供電系統（AC/DC）；併網系統（Utility Grid Connect）；混合供電系統（Hybrid）；併網混合動力系統。以下介紹各系統的工作原理與特性。

供電系統

小型太陽能供電系統的特點是系統中只有直流負載且負載功率較小，整個系統結構簡單，操作方便。其主要用途為一般家用系統、各種民用直流產品及相關娛樂設備。例如，在我國西部地區，此類光伏系統已廣泛應用，負載為直流燈，用於解決無電力地區的家庭照明問題。

直流系統

此系統的特性是系統中的負載為直流負載，對負載的使用時間沒有特殊要求。負載主要在白天使用，因此系統中不使用電池，也不需要控制器。系統結構簡單，可直接使用。光伏組件為負載供電，省去了電池中能量的儲存和釋放過程，以及控制器中的能量損耗，提高了能源利用效率。常用於光伏水泵系統、一些白天臨時設備用電以及一些旅遊設施。圖 1 顯示了一個簡單的直流光伏水泵系統。該系統已在沒有純淨自來水可供飲用的發展中國家中廣泛應用，並產生了良好的社會效益。

大型太陽能發電系統

與上述兩種光電系統相比，大型太陽能光電系統仍適用於直流電源系統，但此類太陽能光電系統通常負載功率較大。為了確保對負載的穩定供電，其相應的系統規模也較大，需要配備更大的光電模組陣列和更大的電池組。其常見的應用形式有通訊、遙測、監控設備供電、農村集中供電、航標燈塔、路燈等。這種形式應用於我國西部一些無電地區建設的一些農村光伏電站。國家、中國移動、中國聯通在無電網的偏遠地區建設的通訊基地台也採用此光電系統供電。如山西萬家寨通訊基地台計畫。

交直流供電系統

與上述三種太陽能光電系統不同的是，該光伏系統可以同時為直流和交流負載提供電力，並且在系統結構上比上述三種系統多了逆變器，用於將直流電轉換為交流電電源需要滿足交流負載的要求。通常這樣的系統的負載功耗也比較大，因此系統的規模也比較大。用於一些同時具有交直流負載的通訊基地台和其他具有交直流負載的光電站。

併網系統

此太陽能光電系統的最大特點是，將光電陣列發出的直流電透過併網逆變器轉換為符合市電電網要求的交流電，然後直接連接到市電網路。在負載之外，多餘的電力被回饋到電網。在下雨天或夜間，當光電陣列不發電或發電無法滿足負載需求時，由電網供電。由於電能直接輸入電網，省略了電池的配置，省去了電池儲存和釋放的過程。但係統中需要專用的併網逆變器，以確保輸出功率符合電網電力對電壓、頻率等指標的要求。由於逆變器效率問題，仍會有一定的能量損失。此類系統通常能夠使用市電和並聯的太陽能光電模組陣列作為本地交流負載的電源。降低了整個系統的負載缺電率。此外，併網光電系統還可以對公共電網起到調峰作用。根據併網系統的特點，碩英電氣幾年前就成功研發了太陽能併網逆變器，專門針對各種得失的電能回收而設計。併網系統取得了巨大進展，攻克了一系列技術難關。

混合供應系統

此太陽能光電系統除了採用太陽能光電模組陣列外，還採用油發電機作為備用電源。採用混合供電系統的目的是綜合利用各種發電技術的優點，並避免各自的缺點。例如，上述獨立光電系統的優點是維護少，缺點是能量輸出受天氣影響且不穩定。

與單一能源獨立系統相比，使用柴油發電機和光伏陣列組合的混合供電系統可以提供不受天氣影響的能源。

併網混合供電系統

隨著太陽能光電產業的發展，出現了綜合利用太陽能光電模組陣列、市電和備用油發電機的併網混合供電系統。此類系統通常將控制器和逆變器整合在一起，利用電腦晶片全面控制整個系統的運行，綜合利用各種能源以達到最佳工作狀態，也可以利用電池進一步提高系統的負載功率供貨保證率，如AES的SMD逆變系統。系統可為本地負載提供合格的電源，並可作為線上式UPS（不間斷電源）運作。電力也可以被供應到電網或從電網獲得。系統的工作方式通常是與市電和太陽能並聯工作。對於本地負載來說，如果光電模組發出的電力足夠負載使用，則直接利用光電模組發出的電力來供給負載的需要。如果光電模組發出的電量超過即時負載的需求，多餘的電量也可以回流到電網；如果光電模組發電量不足，會自動啟用市電，並利用市電滿足當地負載的需求。當負載功耗小於貼片逆變器額定市電容量的60%時，市電會自動對電池充電，確保電池長期處於浮充狀態；如果市電故障，即市電停電或市電品質不合格，系統將自動斷開市電並切換到獨立工作模式，並提供負載所需的交流電源由電池和逆變器組成。一旦市電恢復正常，即電壓和頻率恢復到上述正常狀態，系統將斷開電池，轉入併網模式，由市電供電。在一些併網混合供電系統中，系統監控、控制和資料擷取功能也可以整合到控制晶片中。此系統的核心部件是控制器和逆變器。

離網光電系統

離網光伏發電系統是利用光伏組件發電，透過控制器管理蓄電池的充放電，並透過逆變器向直流負載或交流負載提供電能的新型電源。 。廣泛應用於高原、海島、邊遠山區及環境惡劣的野外作業。也可作為通訊基地台、廣告燈箱、路燈等的電源。光電發電系統利用取之不盡、用之不竭的自然能源，可以有效緩解電力短缺地區的需求衝突，解決電力短缺問題。偏遠地區的生活和通訊。改善全球生態環境，促進人類永續發展。

系統功能

光伏板是發電組件。光伏控制器對產生的電能進行調節和控制。一方面將調整後的能量發送至直流負載或交流負載，另一方面將多餘的能量發送至電池組進行儲存。當發出的電量無法滿足負載需求時控制器將電池的電量傳送給負載。電池充滿電後，控制器應控制電池不會被過度充電。當電池中儲存的電能放電時，控制器應控制電池不會被過度放電，以保護電池。當控制器的性能不好時，會大大影響電池的使用壽命，最終影響系統的可靠性。電池的任務是儲存能量，以便在夜間或下雨天為負載供電。逆變器負責將直流電轉換為交流電，以供交流負載使用。