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太阳能发电系统

太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如果要让输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。

太阳能发电系统分为离网发电系统、并网发电系统及分布式发电系统：

1、离网发电系统主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。

2、并网发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。并网发电系统集中式大型并网电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，还没有太大发展。

3、分布式发电系统，又称分散式发电或分布式供能，基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。

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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关于2019年太阳能光伏发电和陆上风电成本的主要分析结论

1.  受技术进步、规模化经济、供应链竞争日益激烈和开发商经验日益增长的推动，在过去十年间，太阳能光伏发电和陆上风电成本急剧下降。据国际可再生能源机构(IRENA)在2019年从17000个项目中收集的成本数据显示，自2010年以来，太阳能光伏发电(PV)的成本下降了82%。

2.  2020年，尽管全世界爆发了新型冠状病毒(COVID-19)疫情，但太阳能光伏发电和陆上风电发电仍在继续增长。太阳能光伏发电和陆上风电的竞争力以及模块化水平、快速可扩展性和创造就业机会的潜力正在稳步提升，而且很多国家/地区和社区也开始评估经济刺激方案，这些都使得太阳能光伏发电和陆上风电极具吸引力。太阳能光伏发电和陆上风电可使短期恢复措施与中长期能源和气候可持续性保持一致。

3.  淘汰现有不具备竞争力的500GW燃煤发电厂，代之以太阳能光伏发电和陆上风电，每年将降低120亿至230亿美元（具体取决于煤炭价格）的系统发电成本。这500GW燃煤电厂的替代方案将产生价值9400亿美元的刺激作用，超过去年太阳能光伏发电(PV)和陆上风电部署的总价值，占GDP的1.1%。

4.  太阳能发电和风电的成本一直在大幅下降。自2010年以来，成本的下降主要是由于电池板价格和系统配套费用的降低，前者降幅达90%。在过去十年间，这些因素使得太阳能光伏发电(PV)的总装机成本下降了约五分之四。2019年，并网大规模太阳能光伏发电成本降至0.068美元/千瓦时，同比下降13%。

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。