离网太阳能发电系统

1、北京交通大学太阳能课程论文离网太阳能发电系统黄新 10272041李小梦 10272071目录绪论2一、光伏产业背景及意义2二、光伏产业的发展现状3离网太阳能发电系统7一、概述7二、工作原理7三、系统构成91.光伏组件方阵92.蓄电池103.控制器104.逆变器12四、优势141.经济优势142.可利用量巨大143.对环境没有污染144.转换环节少、最直接145.最经济、最清洁、最环保146.可免费使用，无需运输14五、应用领域141.微电网系统142.住宅离网系统153.离网通讯基站系统154.太阳能路灯系统155.建筑一体化系统15六、离网太阳能光伏发电系统面临问题15结语：16参考文献1

2、6离网太阳能发电系统摘要：本文以光伏产业为背景，介绍了发展光伏产业的意义及光伏产业现状，由此引出光伏产业中的离网太阳能发电系统。以离网太阳能发电系统为主，重点介绍了离网太阳能发电系统的工作原理、组成、优势和应用领域，由此对光伏产业未来进行展望。关键词：离网光伏发电 控制器 逆变器 光伏产业Abstract：In this paper, the photovoltaic industry as the background, the significance of the development of photovoltaic industry and photovoltaic industry

3、 status quo , which leads to the PV industry in the off-grid solar power generation system. In off-grid solar power system mainly focuses on the off-grid solar power system works , composition, advantages and applications, thus the future prospects for the photovoltaic industry .Key words: off-grid

4、photovoltaic inverter circuit, Controller, Inverter, PV industry绪论一、 光伏产业背景及意义随着人们新能源消费的不断扩张，传统化石燃料的不合理不科学利用，导致全球气候变暖，造成污染，生态环境恶化，化石能源也濒临枯竭。面对能源危机，许多国家都在下大力研究和开发利用可再生能源的新技术新工艺，如核能、风能、太阳能、地热能、海洋能和生物质能等。发生金融危机后，新能源从单纯的替代能源定位逐渐上升至国家摆脱危机、占据未来经济新增长点的重要举措，各国发展新能源产业的战略越来越明显。据预测，到2020年光伏投资将达到140亿美元，远远超过其他新能

5、源的投资，领跑新能源产业。光伏发电具有诸多优点，如太阳能取之不尽，用之不竭；主流光伏电池制造的硅资源在地壳中的含量居第二位，没有资源短缺和耗尽危险；直接有太阳能转换为电能，发电过程不消耗资源，不排放温室气体、废气和废水，环境友好；没有机械旋转部件，不存在机械磨损，无噪声，发电不用冷却水；可单独建立电站，也可与建筑结合并网发电，运行维护和管理简单，维护成本低廉。但目前光伏发电成本还无法和传统能源竞争，比风能、核能也要高，因此技术进步和各国的法规政策支撑是光伏产业快速发展的推动力。太阳能光伏发电技术普遍得到各国政府的重视和支持。最早推动光伏产业的是得过、日本的太阳能屋顶计划，随后西班牙、法国、比利

6、时、意大利、希腊、英国、美国等均推出了光伏相关政策，促使光伏产业快速发展，年平均增长速度超过40%。2009年，中国政府确立了新能源产业的战略新兴产业地位，出台了金太阳示范工程，修订了可再生能源法，新型能源规划也将发布。20002008年，在欧美日本多国太阳能屋顶计划和太阳能光伏政策的推动下，光伏产业迅速发展，不断有新公司进入，传统光伏企业产能迅速扩张，占据光伏市场主流产品晶体硅太阳能电池产量迅速增加，导致产业链上游的多晶硅需求急剧增加，以致多晶硅价格暴涨，一度被炒到500USD/kg。垄断多晶硅技术的几大公司扩产有限，国内多家企业投产，一度出现产能过剩的信号。高售价的多晶硅占到晶硅电池成本的

7、70%，高昂的原料成本让电池企业不堪重负，许多企业将目光转向不受原材料限制、生产流程短、成本更低的薄膜电池，一时间，国内各地纷纷上马非晶硅项目。而2008年9月金融危机的出现，使得国外对太阳能电池的需求减缓，多晶硅材料价格暴跌，直到目前的价格约5060USD/kg，导致晶硅电池成本下降约1USD/W，薄膜电池相对于晶硅电池的成本优势已不明显，价值昂贵的设备，一些企业已退出薄膜电池市场，一些已经计划上非晶硅生产线的公司减缓了其速度，而两大非晶硅电池整线输出设备供应商之一的美国应用材料公司已经宣布终止其整线输出业务，非晶硅薄膜电池的发展遭遇瓶颈，多家薄膜电池公司陷入困境。近几年CdTe和CIGS薄

8、膜电池也得到了快速发展，均已形成产业化规模，并在薄膜电池中的比重越来越大。其他如染料敏化电池（DSSC）、有机电池（Organic SC）和聚光电池（CPV）还未形成产业化，正处在研发过程中，预计要经过一段较长时间的摸索才有大规模产业化的可能。二、 光伏产业的发展现状在过去的十多年间，在政策的驱动下光伏市场发展极为迅速，尤其是欧日本和美国。图1显示了2001年到2009年全球光伏年安装量及区域分布。可见，欧洲是光伏产品的主要消费者，这主要得益于得过、西班牙、意大利、希腊、比利时、法国等的上网电价补贴政策，其中德国仍然是全球最大的光伏市场。美国和日本都保持较高速度的发展，2009年的安装量都已接

9、近500MW。国内光伏利用一直比较少，直到2009年金太阳工程的启动， 在一些示范性工程的推动下光伏安装量已达到160MW，2010年达到600MW。图1 20012009年全球光伏年安装量及区域分布（光伏安装量/MW）制备太阳能电池板需要经过非常复杂的工艺程序，主要有以下几步：多晶硅单晶硅棒/多晶硅锭硅片电池片电池组件。可见作为晶体硅太阳电池的上游多晶硅的生产制约着整个行业的发展。作为光伏产品的核心部分，太阳能电池的产量以年平均超过40%的速度增长。图2所示为2000-2009年太阳能电池各地区产量增长情况。可见，尽管国内不是太阳能利用的市场，但电池产量却突飞猛进，有2000年的3MW发展到

10、2007年1088MW，成为最大的电池生产国家，到2009年电池产量已经达到世界总产量的一半。图2 全球20002009年太阳能电池产量及区域分布（太阳能电池产量/MW）光伏产业经历了十几年的高速发展之后，从2011年至今遭遇“寒冬”，多家国外大型光伏企业宣布破产，国际光伏市场持续低迷。近两年的光伏业已经今非昔比，2012年的光伏业，没有最冷，只有更冷。截至2012年12月，光伏组件的价格从2008年以前的每瓦3.8美元降至每瓦0.6美元。2012年光伏产业经历的一切，并不仅是这一年内发生的事情所产生的后果。早在2009年，多晶硅就被定位为十大产能过剩行业之一。但由于当时的暴利和行业的红火，大

11、量投资者疯狂进入，最终导致产能进一步过剩。在2010年后全国仍有100多家中小企业上马，这些企业目前多数亏损严重。2012年，全球光伏组件的需求量约为25G瓦，而仅中国的光伏组件产能就高达40G瓦。进入2012，太阳能光伏组件的产值和销售额双双下降，中国光伏企业的资产负债率不断增长，部分企业甚至面临现金链断裂的风险，整个光伏产业深陷泥潭。数据显示，2012年多晶硅产业情况进一步恶化，产量出现负增长，停产企业数量达到近90%。专家预计行业回暖估计要到2014年。图3 20122013 世界主要国家和地区光伏新增装机量（MW）令人意外的是，即便在这样的低迷状态下，2011年全球光伏产业的产量依然达

12、到了23.8GW，我国光伏产量达到了11GW，均依然保持了近40%的年增速！虽然，与2010年140%的年增速相比，已经下降了不少，但是，这从侧面也说明了光伏产业的抗跌能力，这也是为什么在目前价格如此低迷的情况下，依然有无数的各行各业的巨头企业磨刀霍霍、跃跃欲试、紧锣密鼓地准备大举进军光伏产业的原因。德国从2005年通过的可再生能源法决定对光伏进行上网电价补贴，拉开了世界光伏产业发展的序幕；2010年，德国宣布对光伏补贴下调，又奏响了本次低迷的哀鸿。这说明，政府的政策对于光伏产业的影响有何等巨大。尽管到2015年光伏发电成本将低于火电，但在那之前，光伏产业的市场还是要靠政府补贴来生存的。德国2

13、010年本来已经决定要降低光伏补贴，但2011年3月的日本福岛核危机和随之而来的欧债危机，使得德国政府在2011年6月又宣布不再下调。到了2012年1月，光伏发电价格从0.28欧元/千瓦时调低到0.24欧元/千瓦时，同时，个别议员提出对于光伏补贴设置装机容量上限的提议被政府否决。但鉴于目前光伏组件成本大幅下降的事实，德国政府有可能在2012年7月1日将光伏发电补贴一次性再下调15%左右，并在今后保持每月2%的降幅。在成本的下降的情况下，上网电价的下调是自然而合理的措施。只要光伏发电的上网电价的降幅没有超过40%，对于光伏产业都应当是好消息。德国2011年的装机从2010年的6GW上升到了7.5

14、GW，说明德国本国的光伏装机虽然增速下降，但依然在增长。西班牙、意大利等其它国家，由于受欧债危机的影响，虽然维持着高补贴，但由于银行利率的过高影响了银行对于光伏产业的贷款意愿，因此，光伏发电的市场增速反而不如德国。美国的奥巴马政府对光伏也推出了一揽子补贴政策，虽然没有德国的上网电价法的效果直接和有效，但也间接刺激了光伏市场。美国从2010年的1.2GW上升到了2011年的3GW，增幅达到2.5倍，预示着美国这个超级大国光伏市场开始启动。而在我国，从2008年起，开始启动屋顶和大型地面并网光伏发电示范项目的补贴示范；2009年初完成了甘肃敦煌10MWp级大型荒漠并网光伏电站的招标工作，同时太阳能

15、屋顶计划与“金太阳示范工程”的财政补贴项目也相继推出；2010年由政府主导的西部五省13个项目280MWp的光伏发电工程也已经招标落定，并开始启动；2011年8月，国家发改委出台了“光伏发电上网电价法”，制定了1元/度的上网电价。这一系列的政策措施给中国未来的太阳能光伏产业提供了一个广阔的发展空间，我国的光伏装机容量从2010年的0.6GW上升到了2011年的2.2GW，年增幅达到367%。而根据国家有关新能源规划，到2015年我国光伏总装机容量将达到15GWp，2020年将达到50GWp。综上所述，即便在去年世界经济大萧条、光伏行业低迷惨淡的行情下，全球光伏装机依然有将近40%的年增长率，而

16、世界最大的两个经济体，美国和中国，则分别达到250%和367%的增速。这说明，全球光伏行业的强劲增长动力和抗跌性，而且去年的市场分配也预示着，中国和美国，这两个光伏产业的新兴市场国，正在快速崛起，替代德国成为为世界光伏产业的领导国将指日可待。德国光伏补贴电价从2005年的0.57欧元/度到现在的0.24欧元，我国光伏补贴电价从2008年的4元/度到今天的1元/度，预示着光伏上网电价在稳步下降，这说明，各国政府对光伏补贴的目的圆满地达到了。而随后的两到三年，光伏市场还是需要政府继续进行补贴，但随着发电成本的下将，补贴的金额是有限而且可控的。光伏产业从依赖政府补贴到无需补贴而完全市场化，在几年内就

17、可以实现。从光伏产业发展之初到今天为止，阻挡光伏产业发展的最大的障碍就是高成本。因此，2011年光伏行业的价格普降，导致了光伏发电价格的一次加速下降，使光伏发电的成本已经从煤电的5-8倍降低到了煤电的1.53倍，使得光伏发电的价格距离低于火力发电的时间大大缩短。关于光伏发电成本何时能够低于火电成本，一直是业内关注的话题。现在看来，原来被认为最激进的估计，现在已经成为最保守的预测。现在，业内普遍接受2015年将是光伏发电成本低于火力发电的情形出现的一个分水岭，将是历史上第一次光伏发电能够不再依赖各国政府的补贴而进入真正市场化的拐点，这意味着光伏发电成为替代能源的序幕拉开，这里面蕴藏的商机几乎可以

18、说是无限的。长远来看，2011年的光伏产业低谷，对于光伏发电的市场化应用其实是难得的机遇。离网太阳能发电系统一、 概述太阳能发电系统是利用太阳能电池组件和其他辅助设备将太阳能转换为电能的系统。一般将太阳能光伏发电系统分为离网系统、并网系统和混合系统。离网太阳能光伏发电系统在自己的闭路系统内部形成电路，通过太阳能电池组将接收来的太阳辐射能直接转换为电能供给负载系统，并将多余能量经过充电控制器转换为化学能的形式存储在蓄电池中。并网发电系统通过太阳能电池组接收来的太阳辐射能转换为电能，再经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器后向电网输出与电压同频、同相的正弦交流电流。离网型太阳能发电系统被广泛

19、应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站等应用场所。系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离网型逆变器、直流负载和交流负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。二、 工作原理在太阳能的有效利用当中，太阳能发电系统是近些年来发展最快，也是最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。太阳能是一种辐射能，利用太阳能发电需要借助能量转换器将太阳能转换为电能。太阳能发电

20、有两种方式：一种是光热电转换，另一种是光电。光热电光电概念通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般由太阳能集热器将吸收的热能转换为工质蒸汽，再驱动汽轮发电机发电。利用光电效应直接将太阳能转换为电能，基本装置是太阳能电池。缺陷效率低成本高优势寿命长、不会引起环境污染；太阳能发电可以大中小并举，达到百万千瓦的电站，小到直供一户用电的离网太阳能发电系统太阳能电池同晶体管一样，由半导体构成。它的主要材料为硅，也有一些其他合金材料。用于制造太阳能电池的高纯硅需要经过提纯处理。太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏特效应。光生伏特效应简称为光伏效应，是指光照明使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位

21、之间产生电位差的现象。太阳能电池是由P型半导体和N型半导体结合而成。P型半导体由单晶硅掺入少量的三价元素构成，半导体内部会形成带正电的空穴。N型半导体由单晶硅掺入少量五价元素组成，会在内部形成带负电的电子，当N型半导体和P型半导体接触后，由于扩散和漂移作用，在界面处形成由P型指向N型的内建电场。当光照射在太阳能电池的表面后，能量大于禁带宽度的光子便激发出电子空穴对，这些非平衡的少数载流子在内电场作用下分离开，在太阳能电池的两级累积，这样太阳能电池便可以给外接负载提供电流，如图4所示。图4 光生电流的产生得到电流三、 系统构成太阳能光伏发电系统的规模各异，如小到0.32W的太阳能家庭院灯，大到M

22、W级的太阳能光伏发电站。尽管光伏系统规模大小不一，但其组成结构和工作原理基本相同。离网太阳能光伏系统由太阳能电池方阵、蓄电池、控制器、DC/AC变换器和用电负载构成。其结构示意图如图5：图5 太阳能光伏发电系统结构示意图1. 光伏组件方阵太阳能光伏发电系统中最重要的是太阳能电池，它是收集太阳光的核心器件。大量的太阳能电池组和在一起构成光伏组件或太阳能电池光伏组件方阵。太阳能电池主要分为：晶体硅电池（单晶硅、多晶硅、带状硅）、非晶硅电池、非硅电池（硒化铜铟、碲化镉）。太阳能电池的类型及特性：种类效率特点第一代太阳能电池单晶硅24.7%（UNSW）16%17%效率高、工作稳定、体积小、成本高多晶硅

23、12%17%工作稳定、成本低、使用广泛、转换效率较低第二代太阳能电池非晶硅13%5%8%价格低。但转换效率低，会有衰减染料敏化12%价格很低但不稳定铜铟硒8%12%硒是稀有金属有机太阳能电池6.5%柔性，但不稳定砷化镓超过30%效率高，价格高第三代太阳能电池量子点太阳能电池理论极限达68%热载流子太阳能电池由于技术和材料的原因，单一太阳能电池的发电量十分有限，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件。近年来，作为太阳能电池主流技术的晶体硅电池的原材料价格不断上涨，致使晶体硅电池的成本大幅攀升，使得非晶硅电池的成本优势更加明显。2. 蓄电池蓄电池组是太阳能光伏发电系统中

24、的储能装置，由它将太阳能电池方阵从太阳辐射能转换来的电流变为化学能存储起来，以供负载使用。化学电源主要由正极、负极和电解质构成。蓄电池工作时，正极和负极发生的反应均为可逆反应。蓄电池的重要特征就是反复充放电，当蓄电池充电时，电能转化为化学能存储在蓄电池中，同时伴随放热过程；蓄电池放电时，化学能转化为电能，实现向负荷供电，伴随吸热过程。蓄电池的特性直接影响离网太阳能光伏发电系统的工作效率、可靠性和价格。因此，蓄电池容量的选择一般遵循以下原则：首先在能够满足负载用电的前提下，把白天太阳能电池组件产生的电能尽量存储下来，同时还要能够存储预订的连续阴雨天时负载所需要的电能。目前离网太阳能光伏发电系统常

25、用的是阈控密封铅酸蓄电池、深放电吸液式铅酸蓄电池等。3. 控制器1) 控制器工作原理a) 并联型充放电控制器图6 并联型充放电控制器并联型充放电控制器充电回路中的开关器件T1是并联在太阳电池方阵的输出端，当蓄电池电压大于“充满切离电压”时，开关器件T1导通，同时二极管D1截止，则太阳电池方阵的输出电流直接通过T1短路泄放，不再对蓄电池进行充电，从而保证蓄电池不会出现过充电，起到“过充电保护”作用。D1为防“反充电二极管”，只有当太阳电池方阵输出电压大于蓄电池电压时，D1才能导通，反之D1截止，从而保证夜晚或阴雨天气时不会出现蓄电池向太阳电池方阵反向充电，起到“放反向充电保护”作用。开关器件T2

26、为蓄电池放电开关，当负载电流大于额定电流出现过载或负载短路时，T2关断，起到“输出过载保护”和“输出短路保护”作用。同时，当蓄电池电压小于“过放电压”时，T2也关断，进行“过放电保护”。D2为“防反接二极管”，当蓄电池极性接反时，D2导通使蓄电池通过D2短路放电，产生很大电流快速将保险丝BX烧断，起到“防蓄电池反接保护”作用。检测控制电路随时对蓄电池电压进行检测，当电压大于“充满切离电压”时使T1导通进行“过充电保护”； 当电压小于“过放电压”时使T2关断进行“过放电保护”。b) 串联型充放电控制器：图7 串联型充放电控制器串联型充放电控制器和并联型充放电控制器电路结构相似，唯一区别在于开关器

27、件T1的接法不同，并联型T1并联在太阳电池方阵输出端，而串联型T1是串联在充电回路中。当蓄电池电压大于“充满切离电压”时，T1关断，使太阳电池不再对蓄电池进行充电，起到“过充电保护”作用。2) 太阳能充放电控制器的几种充放电保护模式：a) 直充保护点电压：直充也叫急充，属于快速充电，一般都是在蓄电池电压较低的时候用大电流和相对高电压对蓄电池充电，但是，有个控制点，也叫保护点，就是上表中的数值，当充电时蓄电池端电压高于这些保护值时，应停止直充。直充保护点电压一般也是“过充保护点”电压，充电时蓄电池端电压不能高于这个保护点，否则会造成过充电，对蓄电池是有损害的。b) 均充控制点电压：直充结束后，蓄

28、电池一般会被充放电控制器静置一段时间，让其电压自然下落，当下落到“恢复电压”值时，会进入均充状态。为什么要设计均充？就是当直充完毕之后，可能会有个别电池“落后”（端电压相对偏低），为了将这些个别分子拉回来，使所有的电池端电压具有均匀一致性，所以就要以高电压配以适中的电流再充那么一小会，可见所谓均充，也就是“均衡充电”。均充时间不宜过长，一般为几分钟十几分钟，时间设定太长反而有害。对配备一块两块蓄电池的小型系统而言，均充意义不大。所以，路灯控制器一般不设均充，只有两个阶段。c) 浮充控制点电压：一般是均充完毕后，蓄电池也被静置一段时间，使其端电压自然下落，当下落至“维护电压”点时，就进入浮充状态

29、，目前均采用PWM（既脉宽调制）方式，类似于“涓流充电”（即小电流充电），电池电压一低就充上一点，一低就充上一点，一股一股地来，以免电池温度持续升高，这对蓄电池来说是很有好处的，因为电池内部温度对充放电的影响很大。其实PWM方式主要是为了稳定蓄电池端电压而设计的，通过调节脉冲宽度来减小蓄电池充电电流。这是非常科学的充电管理制度。具体来说就是在充电后期、蓄电池的剩余电容量（SOC）80%时，就必须减小充电电流，以防止因过充电而过多释气（氧气、氢气和酸气）。d) 过放保护终止电压：这比较好理解。蓄电池放电不能低于这个值，这是国标的规定。蓄电池厂家虽然也有自己的保护参数（企标或行标），但最终还是要向

30、国标靠拢的。需要注意的是，为了安全起见，一般将12V电池过放保护点电压人为加上0.3v作为温度补偿或控制电路的零点漂移校正，这样12V电池的过放保护点电压即为：11.10v，那么24V系统的过放保护点电压就为22.20V 。目前很多生产充放电控制器的厂家都采用22.2v(24v系统)标准。控制器的作用是使太阳能电池和蓄电池高效、安全、可靠的工作，以获得最高效率并延长蓄电池使用寿命。控制器对蓄电池的充放电进行控制，并按照负载的电源需求控制太阳能电池组件和蓄电池对负载的输出电能。控制器是整个太阳能发电系统的核心部分。通过控制器对蓄电池充放电条件加以限制，防止蓄电池反充电、过充电及过放电。另外，还具

31、有电路短路保护、反接保护、雷电保护、及温度补偿，为逆变器或负载提供稳定的直流电压源的功能。4. 逆变器输出为交流的离网太阳能光伏发电系统由太阳能光伏阵列、充放电控制器、蓄电池和逆变器四部分组成，而逆变器是系统中的关键部件。1) 离网太阳能光伏发电系统对逆变器的要求a) 直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有重要作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V蓄电池，其端电压可在10V16V之间变化，这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流

32、输出电压的稳定。b) 逆变器应尽量减少电能变换的中间环节，以降低成本、提高效率。c) 具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。d) 具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等。e) 在中、大容量的太阳能光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许

33、多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电源品质有较高的要求。对于离网光伏发电系统的逆变器而言，高质量的输出波形有两方面的指标要求：一是稳态精度高，包括THD值小，基波分量相对参考波形在相位和幅度上无静差；二是动态性能好，即在外界扰动下调节快，输出波形变化小。f) 逆变器的输出电压与国内市电电压同频、同幅值，以适用于通用电器负载。g) 逆变器要具有一定的过载能力，一般过载125%150%。当过载150%时，应能持续30s，当过载125%时，应能持续60s以上。逆变器应在任何负载条件（过载条件除外）和瞬态情况下，保证标准的额定正弦输出。2) 逆变器工作原理逆变器是将直流电转变为交流电的装

34、置，基本工作框图如图：其性能特点有：采用DSP芯片控制；智能功率模块组成；纯正弦波输出；输出稳压、稳频；具有过压、欠压、过载、短路、输入极性反接等各种保护功能。逆变效率85%；并具有交流旁路功能，输入输出具有优异的EMI/EMC指标，可配RS232/485接口，具有高可靠性。3) 逆变器的种类及特点种类方波逆变器修正波逆变器正弦波逆变器交流电压波形方波阶梯波正弦波优点线路简单，价格便宜，维修方便比方波有明显改善、高次谐波含量减少，当阶梯达到17个以上时输出波形可实现准正弦波，当采用无变压器输出时，整机效率很高输出波形好、失真度低，对收音机及通信设备干扰小、噪声低，还有保护功能齐全、整机性能高等

35、优点缺点高次谐波多，损耗大，噪声大，对收音机及通信设备干扰大线路比较复杂，对收音机和某些线路设备仍有一些高频干扰线路相对复杂、对维修技术要求高、价格较高太阳能电池组件产生的直流电或蓄电池释放的直流电经逆变主电路的调制、滤波、升压后，得到与交流负载额定功率、额定电压相同的正弦交流电并提供给负载系统使用。四、 优势1. 经济优势太阳能光伏发电具有经济优势，其体现在两个方面：一是太阳能取之不尽用之不竭；二是在目前技术发展水平下太阳能已具有经济优势，随着技术的发展，太阳能利用的经济性将会更加明显。从离网太阳能光伏发电站的建设成本来看，随着太阳能光伏发电的大规模应用和推广，尤其是上游晶体硅产业和太阳能光

36、伏发电技术的日趋成熟，以及建筑房顶、外墙等平台的符合开发利用，每kW太阳能光伏发电的建设成本在2010年达到700010000元，相比其他可再生能源已具有同样的经济优势。2. 可利用量巨大太阳每分钟放射的能量大约是1.61023kW，其中到达地球的能量可达到6109t标准煤。按此计算，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.8921013千亿吨，是目前世界主要能源探明储量的一万倍。太阳的寿命至少尚有40亿年，相对于人类历史来说，太阳能可源源不断供给地球的时间是无限的，这就决定了开发利用太阳能将是人类解决资源匮乏、枯竭的最有效途径。3. 对环境没有污染从目前各种发电方式的碳排放量来看，不

37、计算其上游环节：煤电为275g，油发电为204g，天然气为181g，风力发电为20g，太阳能光伏发电几乎为零排放。并且，太阳能发电在发电过程中没有废渣、废料、废水、废气排放，没有噪声，不产生对人体有害物质，不会污染环境。4. 转换环节少、最直接太阳能光伏发电直接将太阳辐射能转化为电能，转换环节最少、利用最直接，减少能量损失，减少系统建设和运行成本及不稳定性。5. 最经济、最清洁、最环保6. 可免费使用，无需运输五、 应用领域1. 微电网系统微型电网系统是一个独立控制单元，使得各种类型的发电设备、能源存储、负载和控制设备集成在一起产生电能或供热给用户。它可以满足用户的多样化需求，系统的容量从数十

38、千瓦到数百千瓦甚至兆瓦。该系统可以支持的诸多负载，如照明、桌面电风扇、彩色电视、台式计算机、空调等。诸如冰箱可以全天候使用是依赖于系统中，控制器集成太阳能充电电路和逆变器电路以及一个微处理器，保护电池以防过充和过放，保护控制器避免短路或反向连接的太阳能面板或电池以及由于电力不足的提前预警。2. 住宅离网系统住宅离网系统可安装在屋顶或地面。根据IEA的调查显示，有14.56亿人生活在缺少电力的环境，其中83%生活在农村，这也是多数离网系统被应用在农村的原因。它具有低成本洁可再生，可靠方便，便于安装维护等特点，一次性投资可换回25年以上的电力供应。3. 离网通讯基站系统随着电信在现代社会的广泛使用及重要性，电信基础设施被不断的建立在城市与城市之间。为了寻找适合的离网供电来源，同时以最小化能源成本投入和对环境影响，电信行业急于从光伏行业寻找替代普通电