光伏電站電路

① 光伏發電工作原理

光伏發電工作原理

太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結內建電場的作用下，空穴由n區流向p區，電子由p區流向n區，接通電路後就形成電流。這就是光電效應太陽能電池的工作原理。

太陽能電池是一種大有前途的新型電源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優點.太陽能電池壽命長，只要太陽存在，太陽能電池就可以一次投資而長期使用；與火力發電、核能發電相比，太陽能電池不會引起環境污染。

② 光伏發電並網原理

光伏並網發電系統原理如下

太陽能光伏發電是依靠太陽能電池組件，利用半導體材料的電子學特性，當太陽光照射在半導體PN結上，由於P－N結勢壘區產生了較強的內建靜電場，因而產生在勢壘區中的非平衡電子和空穴或產生在勢壘區外但擴散進勢壘區的非平衡電子和空穴。

在內建靜電場的作用下，各自向相反方向運動，離開勢壘區，結果使P區電勢升高，N區電勢降低，從而在外電路中產生電壓和電流，將光能轉化成電能。

太陽能光伏發電系統大體上可以分為兩類

一類是並網發電系統

即和公用電網通過標准介面相連接，像一個小型的發電廠

另一類是獨立式發電系統

即在自己的閉路系統內部形成電路。

並網發電系統通過光伏數組將接收來的太陽輻射能量經過高頻直流轉換後變成高壓直流電，經過逆變器逆變後向電網輸出與電網電壓同頻、同相的正弦交流電流。

而獨立式發電系統光伏數組首先會將接收來的太陽輻射能量直接轉換成電能供給負載，並將多餘能量經過充電控制器後以化學能的形式儲存在蓄電池。

③ 光伏發電站的電路結構

逆變電源將直流電轉化為交流，功率晶體管T1、T3和T2、T4交替開通得到交流電力，若直流電壓較低，則通過交流變壓器升壓，即得到標准交流電壓和頻率。對大容量的逆變電源，由於直流母線電壓較高，交流輸出一般不需要變壓器升壓即能達到220V，在中、小容量的逆變電源中，由於直流電壓較低，如12V、24V，就必須設計升壓電路。
中、小容量逆變電源一般有推挽逆變電路、全橋逆變電路和高頻升壓逆變電路三種主電路。推挽電路，將升壓變壓器的中性抽頭接於正電源，兩只功率管交替工作，輸出得到交流電力，由於功率晶體管共地，驅動及控制電路簡單，另外由於變壓器具有一定的漏感，可限制短路電流，因而提高了電路的可靠性。其缺點是變壓器利用率低，帶動感性負載的能力較差。
圖3所示的全橋逆變電路克服了推挽電路的缺點，功率晶體管T1、T4和T2、T3反相，T1和T2相位互差180度。調節T1和T2的輸出脈沖寬度，輸出交流電壓的有效值即隨之改變。四隻功率晶體管的控制信號和輸出波形，由於該電路具有能使T2和T4共同導通的功能，因而具有續流迴路，即使對感性負載，輸出電壓波形也不會畸變。該電路的缺點是上、下橋臂的功率晶體管不共地，因此必須採用專門驅動電路或採用隔離電源。另外，為防止上、下橋臂發生共同導通，在T1、T4及T2、T3之間必須設計先關斷後導通電路，即必須設置死區時間，其電路結構較復雜。
推挽電路和全橋電路的輸出都必須加升壓變壓器，由於工頻升壓變壓器體積大，效率低，價格也較貴，隨著電力電子技術和微電子技術的發展，採用高頻升壓變換技術實現逆變，可實現高功率密度逆變，這種逆變電路的前級升壓電路採用推挽結構，但工作頻率均在20KHZ以上，升壓變壓器採用高頻磁芯材料，因而體積小/重量輕，高頻逆變後經過高頻變壓器變成高頻交流電，又經高頻整流濾波電路得到高壓直流電（一般均在300V以上）再通過工頻逆變電路實現逆變。
採用該電路結構，使逆變虯路功率密度大大提高，逆變電源的空載損耗也相應降低，效率得到提高，該電路的缺點是電路復雜，可靠性比上述兩種電路低。

④ 誰有並網型光伏發電的電路原理圖

其工作原理是：太陽抄電池組件產生的直流電經並網逆變器轉換成符合電網要求的交流電之後，直接進入公共電網，光伏電池方陣所產生的電力除了供給交流負載外，多餘的電力反饋給電網。在陰雨天或夜晚，太陽電池組件沒有產生電能或者電能不能滿足負載需求時，就由電網供電。由於太陽能發電直接供入電網，免除配置蓄電池，省掉了蓄電池儲能和釋放的過程，減少了能量的損耗，並降低了系統的成本。但是，系統需要專用的並網逆變器，以保證輸出的電力滿足電網對電壓、頻率等指標的要求。因為逆變器效率的問題，會有部分能量損失。

⑤ 光伏發電站的控制電路

上述幾種逆變電源的主電路均需要有控制電路來實現，一般有方波和正弦波兩種控制方式，方波輸出的逆變電 源電路簡單，成本低，但效率低，諧波成份大。正弦波輸出是逆變電源的發展趨勢，隨著微電子技術的發展，有PWM功能的微處理器也已問世，因此正弦波輸出的逆變技術已經成熟。
1、方波輸出的逆變電源目前多採用脈寬調制集成電路，如SG3525，TL494等。實踐證明，採用SG3525集成電路，並採用功率場效應管作為開關功率元件，能實現性能價格比較高的逆變電源，由於SG3525具有直接驅動功率場效應管的能力並具有內部基準源和運算放大器和欠壓保護功能，因此其外圍電路很簡單。
2、正弦波輸出的逆變電源控制集成電路
正弦波輸出的逆變電源，其控制電路可採用微處理器控制，如INTEL公司生產的80C196MC、摩托羅拉公司生產的MP16以及MI－CROCHIP公司生產的PIC16C73等，這些單片機均具有多路PWM發生器，並可設定上、下橋臂之間的死區時間，採用INTEL公司80C196MC實現正弦波輸出的電路，80C196MC完成正弦波信號的發生，並檢測交流輸出電壓，實現穩壓。