3．蓄电池组

    蓄电池组作用是储存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能并可随时向负载供电。太阳能光伏发电系统对所用蓄电池组的基本要求如下：

    （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）少维护和免维护；

    （6）工作温度范围宽；

    （7）价格低廉。

    目前，我国与太阳能光伏发电系统配套使用的蓄电池主要是铅酸蓄电池。配套200 A. h以上的铅酸蓄电池一般选用固定式或工业密封免维护铅酸蓄电池；配套200 A. h以下的铅酸蓄电池一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池。

    4．控制器

    控制器是对太阳能光伏发电系统进行控制与管理的设备。由于控制器可以采用多种技术方式实行控制，同时实际应用对控制器的要求也不尽一致，因而控制器所完成的功能也不一样。对大、中型光伏系统来说，控制器应具有如下一些功能。

    （1）信号检测

    检侧光伏系统各种装置和各个单元的状态和参数，为对系统进行判断、控制、保护等提供依据。需要检测的物理量有输入电压、充电电流、输出电压、输出电流、蓄电池温升等。

    （2）蓄电池最优充电控制

    控制器根据当前太阳能资源状况和蓄电池荷电状态，确定最佳充电方式，以实现高效、快速地充电，并充分考虑充电方式对蓄电池寿命的影响。

    （3）蓄电池放电管理

    对蓄电池组放电过程进行管理，如负载控制自动开／关机、实现软启动、防止负载接入时，蓄电池组端电压突降而导致的错误保护等。

    （4）设备保护

    光伏系统所连接的用电设备在有些情况下需要由控制器来提供保护，如系统中逆变电路故障而出现的过压和负载短路而出现的过流等，如不及时加以控制，就有可能导致光伏系统或用电设备损坏。

    （5）故障诊断定位

    当光伏系统发生故障时，可自动检测故障类型，指示故障位置，为对系统进行维护提供方便。

    （6）运行状态指示

    通过指示灯、显示器等方式指示光伏系统的运行状态和故障信息。

    光伏系统在控制器的管理下运行，控制器可以采用多种技术方式实现其控制功能。比较常见的有：逻辑控制和计算机控制两种方式。智能控制器多采用计算机控制方式，

    ①逻辑控制方式是一种以模拟和数字电路为主构成的控制器。通过测量系统有关的电气参数，由电路进行运算、判断，实现特定的控制功能。

    ②计算机控制方式能综合收集光伏系统的模拟量、开关量状态，有效地利用计算机的快速运算、判断能力，实现最优控制和智能化管理。它由硬件线路和软件系统两大部分组成。

    硬件线路和软件系统相互配合、协调工作，实现对光伏系统的控制和管理。硬件线路以CPU为核心，由电流和电压检测电路、状态检测电路获取系统的电流、电压、温度及多单元工作状态和运行指令等信息，通过模拟输入通道和开关输入通道将信息送入计算机。

    另一方面，计算机经过运算，判断所发出的调节信号、控制指令通过模拟输出通道和开关输出通道送往执行机构，执行机构根据收到的命令进行相应的调节和控制。

    软件系统是针对特定的光伏系统而设计的应用程序。它由调度程序和若干实现专门功能的软件模块或函数组成。调度程序根据系统的当前状态，按照设定的方式完成检测、运算、判断、控制、管理、报警、保护等一系列功能，根据设计的充电方式进行充电控制和放电管理。由于计算机特别是单片机价格低廉、设计灵活、性能／价格比高，因此目前设计生产的大、中型光伏系统用的控制器大多采用单片机技术，来实现控制功能。

    5．逆变器

    将直流电变换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池发出的是直流电，当负载是交流负载时，逆变器是不可缺少的。按运行方式逆变器可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能光伏发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能光伏发电系统，将发出的电能馈入电网。按输出波形来分，逆变器又可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单、造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载，从长远看，晶体管正弦波（或准正弦波）逆变器将成为发展的主流。

    对逆变器的基本技术要求有以下几点。

    （1）能输出一个电压稳定的交流电。无论是输入电压出现波动，还是负载发生变化，它都要达到一定的电压稳定精度，静态时一般为±2%。

    （2）能输出一个频率稳定的交流电。要求该交流电能达到一定的频率稳定精度，静态时一般为±0.5％。

    （3）输出的电压及其频率在一定范围内可以调节。

一般输出电压可调范围为士5%，输出频率可调范围为±2 Hz。

   （4）具有一定的过载能力，一般应能过载125％一150%。当过载150％时，应能持续30 s；当过载125%时，应能持续1 min及以上。

    （5）输出电压波形含谐波成分应尽量小。一般输出波形的失真率应控制在7％以内，以利于缩刁、滤波器的体积。

    （6）具有短路、过载、过热、过电压、欠电压等保护功能和报警功能。

    （7）启动平稳，启动电流小，运行稳定可靠。

    （8）换流损失小，逆变效率高，一般应在85％以上。

（9）具有快速动态响应。

    6．测量设备

    对于小型太阳能光伏发电系统，只要求进行简单的测量，如蓄电池电压和充／放电电流，测量所用的电压和电流表一般就装在控制器上。对于太阳能通信电源系统、管道阴极保护系统和大、中型太阳能光伏电站，往往要求对更多的参数进行测量，如太阳辐射、环境气温、充／放电电量等，有时甚至要求具有远程数据传输、数据打印和遥控功能，这就要求为太阳能光伏发电系统配备数据采集系统和微机监控系统。

    二、联网太阳能光伏发电系统

    联网太阳能光伏发电系统可分为集中式大型联网光伏系统（以下简称为大型联网光伏电站）和分散式小型联网光状系统（以下简称住宅联网光伏系统）两大类型。大型联网光伏电站的主要特点是所发电能被直接输送到电网上，由电网统一调配向用户供电。建设这种大型联网光伏电站投资巨大，建设期长，需要复杂的控制和配电设备，并要占用大片土地，同时其发电成本目前要比市电贵数倍，因而发展不快。而住宅联网光伏系统，特别是与建筑结合的住宅屋顶联网光伏系统，由于具有很多的优越性，建设容易，投资不大，许多国家又相继出台了一系列激励政策，因而在各发达国家备受青睐，发展迅速，成为主流。

联网太阳能光伏系统概括起来有如下的优越性。

    （1）利用清洁干净、可再生的自然能源太阳能发电，不耗电不可再生的资源—有限的含碳化石能源，使用中无温室气体和污染物排放，与生态环境和谐，符合经济社会可持续发展战略。

    （2）所发电能馈入电网，以电网为储能装置，省掉蓄电池，比独立太阳能光伏系统的建设投资可减少达35%-45%，从而使发电成本大为降低。省掉蓄电池并可提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染。

    （3）光伏电池组件与建筑物完美结合，既可发电又能作为建筑材料和装饰材料，使物质资源充分利用，发挥多种功能，不但有利于降低建设费用，并且还使建筑物科技含量提高，增加“卖点”。

    （4）分布式建设，就近就地分散发供电，进入和退出电网灵活，既有利于增强电力系统抵御战争和灾害的能力，又有利于改善电力系统的负荷平衡，并可降低线路损耗。

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