太阳能光伏发电，这一术语涵盖了光伏太阳能发电、太阳能光伏发电系统以及太阳能光伏发电站等多个称谓，它实际上是一种巧妙地将光能直接转化为电能的技术。这项技术依赖于半导体界面的光生伏特效应，即当光子撞击半导体材料时，能够激发出电子并形成电流。这种转换过程无需经过热能的中间环节，因此具有极高的能量转换效率。

根据市面上现有的光伏发电项目，结合不同的应用场景，太阳能光伏发电系统可以大致分为四种类型：并网发电系统、离网发电系统、并离网储能系统和多种能源混合微网系统。今天我们就一起来简单地了解一下这四大发电系统的组成及原理。

▌01 离网和并网的差异

两者主要区别在于是否依赖外部电网。光伏并网系统依赖于电网，采用“自发自用，余电上网”或“全额上网”的工作模式，在停电情况下不运行;而离网系统不依赖于电网，依靠“边储边用”或“先储后用”的工作模式，不受停电影响。

▌02 并网发电系统的组成及原理

由光伏组件、并网逆变器、负载、双向电表、并网柜和电网组成。

原理是将光伏组件产生的直流电通过逆变器转化为交流电，再供给到负载和接入电网。这样，满足家庭负载的同时，多余的电还可以卖入电网。

▼ 并网发电系统示意图

特点：

1、与电网连接，电量部分或全部上传电网。

2、电网停电，光伏发电也停止。因为逆变器都有防孤岛，也就是电网公司要求：电网停电，光伏电也必须立刻断电，主要是安全考虑。

3、晚上居民还是依靠市电。

4、没有储能装置。

▌03 离网发电系统的组成及原理

和并网发电系统相对的，就是离网发电系统，由光伏组件、离网逆变器、蓄电池、负载等构成。比较先进方案中已经将逆变器+蓄电池集成为一体设备，如优能电气的UFox系列离网储能一体机。离网发电系统可以不依赖电网而独立运行，一般应用于偏僻地区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等。

▼ 分体式离网发电系统示意图

▲ 一体式离网发电系统示意图

在有光照时将太阳能转化为电能，通过离网逆变器给负载供电，或给蓄电池充电。或在没有光伏的情况下，也可以通过电网对蓄电池进行充电；在无光照时或电网停电时，可将蓄电池的电通过逆变器给交流负载供电。

特点：

1、不依靠电网的独立系统。也就是，不管有没有市电，只要有太阳光照满足，离网系统就可以独立工作，就可以独立提供电能。

2、必须有储能设备，也就是必须需要蓄电池，不然晚上或阴雨天无法工作。

3、可以不接光伏。

▌ 04 并离网储能系统的组成及原理

由光伏组件、并离网混合逆变器、蓄电池、负载等构成。现在也有比较先进方案是将并离网混合逆变器+电池系统集成一体，例如优能的UHome系列并离网储能一体机。并离网储能系统广泛应用于经常停电或光伏自发自用不能余电上网、自用电价比上网电价贵、波峰电价比波谷电价贵等场景。

并离网储能系统示意图

白天有光的情况下，通过离并混合逆变器优先供给负载用电，多余的电存储到蓄电池中；晚上的时候，蓄电池通过离并网混合逆变器为负载进行供电。同时，可以设置充放电时间，以实现电价的峰平谷调节。当电网断电时，系统会自动切换为离网模式，保证用户供电需求。

特点：

1、兼具离、并网系统优势，可以并网卖电，而在电网断电时也可以正常运行。

2、无电网情况下，必须有电池才能运行。

3、可以不接光伏，作为离网系统，进行电价削峰填谷或应急备电用。

▌04 微网系统的组成及原理

由分布式电源（光伏/风电/柴油）、负载、储能系统和控制装置构成的配电网络。可将分散能源就地转化为电能，然后就近供给本地负载。

▲ 微网混合能源系统示意图

微电网系统是一种能够自我控制、保护和管理的自治系统，不仅可以与外部电网并网接入，也可以孤立运行，极大程度上解决了分布式电源并网问题，促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，是一种对负荷多种能源形式的高效供给，实现主动式配电网的智能电网系统。

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