光伏发电设备基础知识
光伏发电概述
太阳能光伏发电的基本原理是利用太阳电池的光生伏打效应直接把太阳的辐射能转变为电能的一种发电方式，太阳能光伏发电的能量转换器就是太阳电池，也叫光伏电池。当太阳光照射到由P、N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的太阳电池上时，其中一部分光线被反射，一部分光线被吸收，还有一部分光线透过电池片。被吸收的光能激发被束缚的高能级状态下的电子，产生电子-空穴对，在PN结的内建电场作用下，电子、空穴相互运动，N区的空穴向P区运动，P区的电子向N区运动，使太阳电池的受光面有大量负电荷（电子）积累，而在电池的背光面有大量正电荷（空穴）积累。若在电池两端接上负载，负载上就有电流通过，当光线一直照射时，负载上将源源不断地有电流通过。
图：太阳能光伏电池发电原理
单片太阳电池就是一个薄片状的半导体PN结，标准光照条件下，额定输出电压为0.48~0.55V。为了获得较高的输出电压和较大的功率容量，在实际应用中往往要把多篇太阳电池连接在一起构成的电池组件，或者用更多的电池组件构成光伏方阵。太阳电池的输出功率是随机的，不同的，不同时间、不同地点、不同安装方式下，同一块太阳电池的输出功率也是不同的。
图：光伏方阵（鑫琪能源承建台山精诚达1MW分布式光伏项目）
图：太阳能光伏建筑一体化
光伏发电系统的构成
太阳电池组件
太阳电池组件也叫太阳电池板，是太阳能光伏发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳光的辐射能量转换为电能，并送往蓄电池中存储起来，也可以直接用于推动富在工作。当发电容量较大时，就需要多块电池组件串、并联后构成太阳电池方阵。目前应用的太阳电池主要是晶体硅电池，分为单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池等几种。
胶体蓄电池
胶体蓄电池的作用主要是存储太阳电池发出的电能，并可随时向负载供电。太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求是：自放电率低，使用寿命长，充电效率高，深放电能力强，工作温度范围宽适用于东北极寒地区，少维护或免维护以及价格低廉。目前为光伏系统配套使用的主要是免维护胶体电池，当有大容量电能存储时，就需要将多只蓄电池串、并联起来构成蓄电池组。
光伏控制器
太阳能光伏控制器的作用是控制整个系统的工作状态，其功能主要有防止蓄电池过充电保护、防止蓄电池过放电保护、系统断路电子保护、系统极性反接保护、夜间防反充保护等。在温差较大的地方，控制器还具有温度补偿的功能。另外，控制器还有光控开关、时控开关等工作模式，以及充电状态、蓄电池电量等各种工作状态的显示功能。
交流逆变器
交流逆变器是把太阳电池组件或者蓄电池输出的直流电转换成交流电供应给电网或者交流负载使用的设备。逆变器按运行方式不同，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发电系统。
光伏发电系统附属设施
光伏发电系统的附属设施包括直流回流（配线）系统、交流配电系统、运行监控和检测系统、防雷和接地系统等。
光伏发电系统工作原理
独立型光伏发电系统
太阳能光伏发电的核心部件是太阳能电池板，它将太阳光的光能直接转换成电能，并通过控制器把太阳电池产生的电能存储于蓄电池中。当负载用电时，蓄电池中的电能通过控制器合理地分配到各个负载上。太阳电池所产生的电流为直流电，可以直接以直流电的形式应用，也可以用交流逆变器将其转换成为交流电，供交流负载使用。太阳能发电的电能可以即发即用，也可以用蓄电池等储能装置将电能存储起来，在需要时用。
独立性太阳能光伏发电系统适用于下列情况及场合：
① 需要移动携带的设备电源
② 夜间、阴雨天等不需要供电的场合
③ 远离电网的边远地区、农林牧区
④ 不需要并网的场合
⑤ 不需要备用电源的场合
一般来说，远离电网而又必需电力供应的地方以及如柴油发电等需要运输燃料、发电成本较高的场合，使用独立光伏发电系统将比较经济、环保，可优秀考虑。
并网型光伏发电系统
并网型太阳能光伏发电系统由太阳电池方阵将光能转变成电能，并经直流配线箱进入并网逆变器，有些类型的并网型光伏系统还要配置蓄电池组存储直流电能。并网逆变器由充放电控制、功率调节、交流逆变、并网保护切换等部分构成。经逆变器输出的交流电供负载使用，多余的电能可通过电力变压器等设备逆流馈入公共电网。当并网光伏系统因气候原因发电不足或自身用电量偏大时，可由公共电网向交流负载补充供电。系统还配备有监控、测试及显示系统，用于对整个系统工作状态的监控、检测及发电量等各种数据的统计，还可以利用计算机网络系统远程传输控制和显示数据。
并网型太阳能光伏发电系统可以向公共电网逆流供电，其“昼发夜用”的发电特性正好可对公共电网实行丰谷调节，对加强供电的稳定性和可靠性十分有利，另一大优点是可以取消储能蓄电设备，使发电系统成本大大降低。
电池组件的安装施工
1
安装位置的确定
在光伏发电系统设计时，就要在计划施工的现场进行勘测，确定安装方式和位置，测量安装场地的尺寸，确定电池组件方阵的朝向和倾斜角，太阳电池方阵的安装地点不能有建筑物或树木的遮挡。
2
光伏方阵基础的施工
主要有预埋件法（桩基法）、混凝土块配重法、螺旋地桩法、直埋法和地锚法等。其中混凝土块配重法、预埋件法经常应用于屋顶光伏发电系统建设和改造中。
3
方阵支架的安装
太阳能光伏方阵支架有角度固定的钢结构支架、自动跟踪支架及铝合金支架等。其中钢结构支架性能稳定，制造工艺成熟，承载力高，安装简便，广泛应用于各类大中型光伏电站中。
4
电池组件的安装
太阳能光伏电池组件在安装过程中，不得碰撞和受损，安装完毕之后要先测量总的电流和电压，如果不合乎设计要求，就应该对各个支路分别测量。
5
逆变器的安装
逆变器在安装前要进行外观及内部线路的检查，检查无误后先将逆变器的输入开关断开，再与控制器的输出接线连接。接线时要注意愤青正负极极性，并保证连接牢固。接线完毕，可接通逆变器的输入开关，待逆变器自检测正常后，如果输出无短路现象，则可以打开输出开关，检查温升情况和运行情况，使逆变器处于试运行状态。
6
避雷器的安装
太阳能光伏电池组件在安装过程中，不得碰撞和受损，安装完毕之后要先测量总的电流和电压，如果不合乎设计要求，就应该对各个支路分别测量。
7
蓄电池组的安装
太阳能光伏方阵支架有角度固定的钢结构支架、自动跟踪支架及铝合金支架等。其中钢结构支架性能稳定，制造工艺成熟，承载力高，安装简便，广泛应用于各类大中型光伏电站中。
8
安装前的检测
安装前应首先对蓄电池的外观进行检查，防止因生产和运输过程中搬运不当造成对蓄电池外壳及内部结构的影响和上海。同时检查蓄电池的出场时间，验证生产与安装使用之间的时间间隔，逐只测量蓄电池的开路电压，确定是否需要进行充电。
9
安装原则
在小型光伏发电系统中，蓄电池的安装位置应尽可能靠近太阳电池和控制器；在中大型光伏发电系统中，胶体蓄电池最好与控制器、逆变器及交流配电柜等分室而放。蓄电池的安装位置要保证通风良好，排水方便，防止高温，防止阳光直射，远离加热器或其他辐射电源，环境温度应尽量保持在10~25℃之间。
l 安装后的检测：检测项目包括安装质量检查、容量测试、内阻测试等几个方面。