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太阳能发电系统

太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。

（1） 光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程。

（2） 光—电直接转换方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。

不同类型太阳能控制器的比较

串联型或并联型PWM控制器和MPPT型控制器的优缺点比较如下。

1、  PWM型控制器。

（1）优点：结构简单，造价低廉；控制器可以做得很小，安装使用方便。

（2）缺点：系统工作效率低。太阳能电池输出电压受蓄电池电压控制，不能跟踪太阳能电池的极限功率点；受蓄电池组的影响，不能实施准确的均衡浮充管理。

2、    MPPT型控制器。

（1）优点：系统充电效率好；稳压式的模块化设计，系统的可靠性高。

（2）缺点：电路结构复杂，造价比较高；体积和重量相对较大。

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太阳能控制器的主要功能

1.  蓄电池充、放电管理

（1）  控制器应具有输入充满断开和恢复连接功能。

（2）  控制器应具有欠压断开和恢复功能。

（3）  控制器应能自动或手动恢复对负载的供电。

（4）  考虑环境及电池的工作温度特性，控制器应具备温度补偿功能。

2.  设备保护

（1）  负载短路/过载保护。

（2）  内部短路保护。

（3）  反向放电保护。

（4）  极性反接保护。

（5）  雷电保护。

3.  光伏系统工作状态显示

控制器应能够显示光伏发电系统的工作情况。对于小型光伏发电系统的控制器，蓄电池的荷电状态，可由发光二极管的颜色判断，绿色表示蓄电池电能充足，可以正常工作；黄色表示蓄电池电能不足；红色表示蓄电池电能严重不足，必须充电后才能工作，否则会损坏蓄电池，当然这时控制器到负载的输出端也已自动断开。

对于大、中型光伏发电系统，应由仪表或数字显示系统的基本技术参数，如电压、电流、功率、安·时数等。

4.  光伏发电系统数据及信息储存

特别是对于大型光伏发电系统，应该配备数据及信息储存装置，必要时进行分析和处理，用以判断或评估系统的工作状态，以便改进。

5.  光伏系统故障处理及报警

当系统发生故障时，能够自动采取保护措施，或使用声、光等报警手段，以便操作人员及时处理，避免系统遭到损坏。

6.  光伏系统遥测、遥控、遥信等

对于大型光伏系统，必要时可配备遥测、遥控、遥信等装置，进行远程控制。

当然，控制器的功能不是越多越好，否则不但提高了投资费用，还增加了系统出现故障的可能性，所以要根据实际情况合理配备必要的功能。

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混合太阳能光伏发电系统

通常在离网情况下，将一种或几种发电方式同时引入光伏系统中，联合向负载供电的系统称为混合光伏系统。

1.  光伏/柴油机混合发电系统

由于目前光伏系统的价格较高，如果完全用光伏发电来满足较大负载用电的需求，离网光伏系统必须在冬天很差的天气条件下也能支持负载运行，这就要配备容量相当大的太阳电池方阵和蓄电池。然而在夏天太阳辐射量大时，多余的电力只能浪费掉。为了解决这个矛盾，可以配置柴油发电机作为备用电源，平时由光伏系统供电，冬天太阳辐射量不足时启动柴油发电机供电，这样往往可以节省投资。当然这需要具备一定条件，如当地的冬天与夏天太阳辐照量相差很大，能够配备柴油机等设备，而且可以保证柴油的可靠供应，还要有操作和维护柴油发电机的技术人员等。

2.  风力/光伏混合发电系统

风能和太阳能都具有能量密度低，稳定性差的弱点，并受到地理分布、季节变化、昼夜交替等影响。然而，太阳能与风能在时间上和地域上都有一定的互补性，白天太阳光较强时，风较小；黄昏太阳下山后，光照很弱，由于地表温差变化大而风力加强。夏季，太阳辐照强度大而风小；冬季，太阳辐照强度弱而风大。太阳能发电平稳可靠，但目前成本较高，而风力发电成本较低，但随机性大，供电可靠性差。如将两者结合起来，就能够取长补短，达到既能实现昼夜供电，又能降低成本的目的。当然由于光伏和风力发电各有其特点，在系统设计时要充分掌握气象资料，进行仔细的优化设计，才能取得良好的使用效果。这类系统也常用来为路灯供电。