光伏系統

　　一般我們將光伏系統分為獨立系統、并網系統和混合系統。如果根據太陽能光伏系統的應用形式，應用規模和負載的類型，對光伏供電系統進行比較細致的劃分。還可以將光伏系統細分為如下六種類型：小型太陽能供電系統（Small DC）；簡單直流系統（Simple DC）；大型太陽能供電系統（Large DC）；交流、直流供電系統（AC/DC）；并網系統（Utility Grid Connect）；混合供電系統（Hybrid）；并網混合系統。北京索英電氣科技有限公司即在并網系統方面的科研與探索走在國內同行的前列，下面就每種系統的工作原理和特點進行說明。
一.小型太陽能供電系統
　　該系統的特點是系統中只有直流負載而且負載功率比較小，整個系統結構簡單，操作簡便。其主要用途是一般的家庭戶用系統，各種民用的直流產品以及相關的娛樂設備。如在我國西部地區就大面積推廣使用了這種類型的光伏系統，負載為直流燈，用來解決無電地區的家庭照明問題。
二.簡單直流系統
　　該系統的特點是系統中的負載為直流負載而且對負載的使用時間沒有特別的要求，負載主要是在白天使用，所以系統中沒有使用蓄電池，也不需要使用控制器，系統結構簡單，直接使用光伏組件給負載供電，省去了能量在蓄電池中的儲存和釋放過程，以及控制器中的能量損失，提高了能量利用效率。其常用于PV水泵系統、一些白天臨時設備用電和一些旅游設施中。下圖顯示的就是一個簡單直流的PV水泵系統。這種系統在發展中國家的無純凈自來水供飲的地區得到了廣泛的應用，產生了良好的社會效益。　
三.大型太陽能供電系統
　　與上述兩種光伏系統相比，這種光伏系統仍然是適用于直流電源系統，但是這種太陽能光伏系統通常負載功率較大，為了保證可以可靠地給負載提供穩定的電力供應，其相應的系統規模也較大，需要配備較大的光伏組件陣列以及較大的蓄電池組，其常見的應用形式有通信、遙測、監測設備電源，農村的集中供電，航標燈塔、路燈等。我國在西部一些無電地區建設的部分鄉村光伏電站就是采用的這種形式，中國移動公司和中國聯通公司在偏僻無電網地區建設的通訊基站也有采用這種光伏系統供電的。如山西萬家寨的通訊基站工程。　　
四.交流、直流供電系統
　　與上述的三種太陽能光伏系統不同的是，這種光伏系統能夠同時為直流和交流負載提供電力，在系統結構上比上述三種系統多了逆變器，用于將直流電轉換為交流電以滿足交流負載的需求。通常這種系統的負載耗電量也比較大，從而系統的規模也較大。在一些同時具有交流和直流負載的通訊基站和其它一些含有交、直流負載的光伏電站中得到應用。
五.并網系統
　　種太陽能光伏系統最大的特點就是光伏陣列產生的直流電經過并網逆變器轉換成符合市電電網要求的交流電之后直接接入市電網絡，并網系統中PV方陣所產生電力除了供給交流負載外，多余的電力反饋給電網。在陰雨天或夜晚，光伏陣列沒有產生電能或者產生的電能不能滿足負載需求時就由電網供電。因為直接將電能輸入電網，免除配置蓄電池，省掉了蓄電池儲能和釋放的過程，可以充分利用PV方陣所發的電力從而減小了能量的損耗，并降低了系統的成本。但是系統中需要專用的并網逆變器，以保證輸出的電力滿足電網電力對電壓，頻率等指標的要求。因為逆變器效率的問題，還是會有部分的能量損失。這種系統通常能夠并行使用市電和太陽能光伏組件陣列作為本地交流負載的電源。降低了整個系統的負載缺電率。而且并網PV系統可以對公用電網起到調峰作用。針對并網系統的特點，索英電氣早在數年前，就研制成功了太陽能并網逆變器，專門針對各種損益的電能進行再回收利用。取得了長足的進步，并攻克了并網系統上，一系列技術難題。　
六.混合供電系統
　　這種太陽能光伏系統中除了使用太陽能光伏組件陣列之外，還使用了油機作為備用電源。使用混合供電系統的目的就是為了綜合利用各種發電技術的優點，避免各自的缺點。比方說，上述的幾種獨立光伏系統的優點是維護少，缺點是能量的輸出依賴于天氣，不穩定。
　　綜合使用柴油發電機和光伏陣列的混合供電系統和單一能源的獨立系統相比就可以提供不依賴于天氣的能源，它的優點是：　　
　　1. 使用混合供電系統的還可以達到可再生能源的更好的利用。因為使用可再生能源的獨立系統通常是按照最壞的情況進行設計，因為可再生能源是變化的，不穩定的，所以系統必須按照能量產生最少的時期進行設計。由于系統是按照最差的情況進行設計，所以在其他的時間，系統的容量是過大的。在太陽輻照最高峰時期產生的多余的能量沒法使用而浪費了。整個獨立系統的性能就因此而降低。如果最差月份的情況和其他月份差別很大，有可能導致浪費的能量等于甚至超過設計負載的需求。
　　2. 具有較高的系統實用性。在獨立系統中因為可再生能源的變化和不穩定會導致系統出現供電不能滿足負載需求的情況，也就是存在負載缺電情況，使用混合系統則會大大的降低負載缺電率。　
　　3. 和單用柴油發電機的系統相比，具有較少的維護和使用較少的燃料。　
　　4. 較高的燃油效率。在低負荷的情況下，柴油機的燃油利用率很低，會造成燃油的浪費。在混合系統中可以進行綜合控制使得柴油機在額定功率附近工作，從而提高燃油效率。
　　5. 負載匹配更佳的靈活性。使用混合系統之后，因為柴油發電機可以即時提供較大的功率　　所以混合系統可以適用于范圍更加廣泛的負載系統，例如可以使用較大的交流負載，沖擊載荷等。還可以更好的匹配負載和系統的發電。只要在負載的高峰時期打開備用能源即可簡單的辦到。有時候，負載的大小決定了需要使用混合系統，大的負載需要很大的電流和很高的電壓。如果只是使用太陽能成本就會很高。　　
七.混合系統還有其自身的缺點：　
　　1. 控制比較復雜。因為使用了多種能源，所以系統需要監控每種能源的工作情況，處 理各個子能源系統之間的相互影響、協調整個系統的運作，這樣就導致其控制系統比獨立系統復雜，現在多使用微處理芯片進行系統管理。
　　2. 初期工程較大。混合系統的設計，安裝，施工工程都比獨立工程要大。
　　3.     比獨立系統需要更多的維護。油機的使用需要很多的維護工作，比如更換機油濾清器，燃油濾清器，火花塞等，還需要給燃油箱添加燃油等。
　　4. 污染和噪音。光伏系統是無噪音，無排放的潔凈能源利用，但是因為混合系統中使用了柴油機，這樣就不可避免的產生噪音和污染。很多在偏遠無電地區的通信電源和民航導航設備電源，因為對電源的要求很高，都是采用的混合系統供電，以求達到最好的性價比。我國新疆、云南建設的很多鄉村光伏電站就是采用光/柴混合系統。　
八.并網混合供電系統
　　隨著太陽能光電子產業的發展，出現了可以綜合利用太陽能光伏組件陣列，市電和備用油機的并網混合供電系統。這種系統通常是控制器和逆變器集成一體化，使用電腦芯片全面控制整個系統的運行，綜合利用各種能源達到最佳的工作狀態，并還可以使用蓄電池進一步提高系統的負載供電保障率，例如AES的SMD逆變器系統。該系統可以為本地負載提供合格的電源，并可以作為一個在線的UPS（不間斷電源）工作。還可以向電網供電或者從電網獲得電力。系統的工作方式通常的是將市電和太陽能電源并行工作，對于本地負載而言，如果光伏組件產生的電能足夠負載使用，它將直接使用光伏組件產生的電能供給負載的需求。如果光伏組件產生的電能超過即時負載的需求還能將多余的電能返回到電網；如果光伏組件產生的電能不夠用，則將自動啟用市電，使用市電供給本地負載的需求，而且，當本地負載的功率消耗小于SMD逆變器的額定市電容量的60％時，市電就會自動給蓄電池充電，保證蓄電池長期處于浮充狀態；如果市電產生故障，即市電停電或者是市電的品質不合格，系統就會自動的斷開市電，轉成獨立工作模式，由蓄電池和逆變器提供負載所需的交流電能。一旦市電恢復正常，即電壓和頻率都恢復到上述的正常狀態以內，系統就會斷開蓄電池，改為并網模式工作，由市電供電。有的并網混合供電系統中還可以將系統監控、控制和數據采集功能集成在控制芯片中。這種系統的核心器件是控制器和逆變器。