光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成。

太阳能电池板是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置。

图1 太阳能电池板生产流程

图2  P/N型硅片的性能（摘自隆基股份网站）

光伏控制器全称为太阳能充放电控制器，是用于太阳能发电系统中，控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出，是整个光伏供电系统的核心控制部分。

由于材料和光线所具有的属性和局限性，太阳能电池板生成的电流也是具有波动性的曲线，如果将所生成的电流直接充入蓄电池内或直接给负载供电，则容易造成蓄电池和负载的损坏，严重减小了他们的寿命。因此我们必须把电流先送入太阳能控制器，采用一系列专用芯片电路对其进行数字化调节，并加入多级充放电保护，同时采用独有的控制技术确保电池和负载的运行安全和使用寿命。对负载供电时，也是让蓄电池的电流先流入太阳能控制器，经过它的调节后，再把电流送入负载。这样做的目的：一是为了稳定放电电流；二是为了保证蓄电池不被过放电；三是可对负载和蓄电池进行一系列的监测保护。

图3 光伏控制器基本原理

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”。

逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成定频定压或调频调压交流电（一般为220V,50Hz正弦波）的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

图4 光伏逆变器工作原理

目前逆变器产品主要分为四类，即集中式逆变器（主要用于大型地面电站，功率范围在250kW-10MW）、集散式逆变器（主要用于复杂的大型地面电站，功率范围1MW-10MW）、组串式逆变器（主要用于户用、小型工商业分布式和地面电站等，功率范围1.5kW-250kW）和微型逆变器（主要用于户用等小型电站，功率等级在200W-1500W）。

图5 光伏逆变器对比

图6 可再生能源度电成本变化图

附：光伏电站从准备到建成全流程详解

一、项目前期考察

　　对项目地形及屋顶资源、周边环境条件（交通、物资采购、市场的劳动力、道路、水电）、电网结构及年负荷量、消耗负荷能力、接入系统的电压等级、接入间隔核实、送出线路长度廊道的条件、和当地电网公司的政策等。

二、项目建设前期资料及批复文件

第一阶段：可研阶段

1、委托有有资质的单位做大型光伏并网电站项目进行可行性研究分析、项目备案申请报告。

2、进入所在省份（市）的备案名单

第二阶段：获得省级/市级相关部门的批复文件

第三阶段：获得开工许可

1、办理建设项目银行资金证明（不少于项目总投资的20%）。

2、办理建设项目与银行的贷款意向书或贷款协议（不高于项目总投资的80%）；

3、委托具有资质的单位做项目设计；

4、获得项目建设地建设局开工许可；

三、项目施工图设计

1、现场测绘、地勘、勘界、提资设计要求；

2、接入系统报告编制并上会评审；

3、出施工总图蓝图；

4、各专业进行图纸绘制（结构、土建、电气等）；

5、出各产品技术规范书（做为设备采购招标依据）；

6、和各厂家签订技术协议；

7、现场技术交底、图纸会审；

8、送出线路初设评审上会出电网意见；

四、项目实施建设

1、物资招标采购

2、发电区建设工作：

1）基础浇筑

2）支架安装、光伏组件安装、汇流箱安装；

3）逆变室、箱变基础建设；

4）箱变、逆变器、直流柜、通讯柜设备安装调试试验

5）电气连接及电缆敷设（组件之间、组件与汇流箱、汇流箱与直流柜、直流柜与逆变器、逆变器与箱变之间）、全场接地制作焊接、发电区道路建设；

3、生活区工作

　　所有房建建设（SVG室、高压室、中控室、综合用房、水泵房及设备安装、生活区道路围栏、所有房建装饰装修、设备间电缆沟开挖砌筑接地）等；

　　所有设备安装、调试、试验、保护调试、电器连接（SVG、高压开关柜、接地变、所用变、降压变、配电屏、综自保护、监控安装、消防设备安装、安全监控摄像头）等等。

4、外围线路建设，对侧站设备安装及对侧站对点对调、省调和地调的调度调试等；

5、所有设备的电缆敷设连接并做实验；

6、电力建设工程质量监督站验收（消缺并闭环）；

7、省电力建设调试所安评、技术监督验收（消缺并闭环）；

8、当地消防大队验收并出具报告；

9、电网公司验收（消缺并闭环）；

10、电站调试方案（电力公司审核）；

施工过程中，需办理下列手续

五、带电前的必备条件

（一）接入系统带电前要需具备的条件

1、发改委备案文件、上网电价文件、可研报告

2、接入系统审查批复文件（国家电网公司、省电力公司接入系统文件）

3、公司营业执照复印件（正本、副本）

4、公司税务登记证（国税、地税）

5、公司组织机构代码证

6、系统主接线图

（二）升压站返送电流程和具备的条件

1、给省电力公司申请返送电文件。（风电机组及光伏电站机组合并上报）

2、给交易中心上报接网技术条件。（按照公司接入系统要求及反措要求上报）

3、并网原则协议签订。（与公司营销部签订、地区并网电厂可由营销部授权签订、并上报交易中心）

4、省调下达的调度设备命名及编号。

5、省调下达的调管设备范围划分。

6、与省调、各地调分别签订《并网调度协议》。

7、与发电企业所在的地区电力公司签订《供用电合同》。（确定发电企业施工用电如何处理，电厂全停期间用电电价及结算方式）（原则上执行当地大宗工业用电电价）

8、线路属自建的应签订《线路运维协议》。（必须有线路运营资质、且必须在相应机构备案、具备线路带电作业、申请线路巡线、停用重合闸、线路消缺等）。

9、具有资质的质监站出具的《工程质检报告》，并形成闭环的报告（报告原件）。（风电机组及光伏电站机组合并上报）

10、省电力科学研究院出具的《并网安全性评价报告》，同时上报针对报告中提出的影响送电的缺陷应整改完毕，对不影响送电的应列出整改计划。（风电机组及光伏电站机组合并上报）

11、省电力科学研究院出具的《技术监督报告》，同时上报针对报告中提出的影响送电的缺陷应整改完毕，对不影响送电的应列出整改计划。（风电机组及光伏电站机组合并上报）。

12、应出具消防部门验收意见。（风电机组及光伏电站机组合并上报）。

13、省电力公司交易中心将委托地区电力公司现场验收涉网设备及是否按照接入系统文件要求建设和完善设备、装置、满足并网条件，并落实“安评、技术监督”等报告提出问题的整改。并向新疆电力公司交易中心上报具备返送电的验收报告。（风电机组及光伏电站机组合并上报）。

14、交易中心根据上述工作完成情况，及时组织返送电协调会，并组织各相关部门会签后，下达同意返送电文件。

（三）并网流程或具备的条件

1、工程质检报告

2、安评报告

3、技术监督报告

4、消防验收意见

5、电力公司验收报告

6、针对各检查报告提出问题的整改报告

7、《供用电合同》（是否有新的变化，若有变化须重新签订）

8、针对上述“四个协议（或合同）、四个报告”，协商确定年度《购售电合同》后。

9、并组织各相关部门会签后，及时协商确定召开启委会，根据启委会决议，发电企业应上报决议中提出问题的整改。

10、下达同意机组并网文件，安排机组并网工作。

11、给省电力公司申请确认满足电网要求的文件。（风电机组及光伏电站机组首次并网时间及240小时结束时间）

12、生产验收交接书（施工单位与业主签订）

13、涉网试验完成并满足电网要求

14、电价批复文件

15、消防验收合格

本文内容来源于：王淑娟，责任编辑：胡静，审核人：李峥

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