户外独立光伏发电系统

有：短路电流、开路电压、峰值电流、峰值电压、峰值功率、填充因子和转换效率等。这些性能参数的概念与硅太阳能电池的主要性能参数相同，只是在具体的数值上有所区别。

①短路电流(isc)：当将太阳能电池组件的正负极短路，使u=0 时，此时的电流就是电池组件的短路电流，短路电流的单位是a，短路电流随着光强的变化而变化。

②开路电压(uoc)：当太阳能电池组件的正负极不接负载时，组件正负极间的电压就是开路电压，开路电压的单位是v。太阳能电池组件的开路电压随电池片串联数量的增减而变化，36 片电池片串联的组件开路电压为21v 左右。

③峰值电流(im)：峰值电流也叫最大工作电流或最佳工作电流。峰值电流是指太阳能电池组件输出最大功率时的工作电流，峰值电流的单位是a。

④峰值电压(um)：峰值电压也叫最大工作电压或最佳工作电压。峰值电压是指太阳能电池片输出最大功率时的工作电压，峰值电压的单位是v。组件的峰值电压随电池片串联数量的增减而变化，36 片电池片串联的组件峰值电压为17～17.5v。

⑤峰值功率(pm)：峰值功率也叫最大输出功率或最佳输出功率。峰值功率是指太阳能电池组件在正常工作或测试条件下的最大输出功率，也就是峰值电流与峰值电压的乘积：pm=im×um。峰值功率的单位是w。太阳能电池组件的峰值功率取决于太阳辐照度、太阳光谱分布和组件的工作温度，因此太阳能电池组件的测量要在标准条件下进行，测量标准为欧洲委员会的101 号标准，其条件是：辐照度1kw／㎡、光谱aml.5、测试温度25℃。

⑥填充因子(ff)：填充因子也叫曲线因子，是指太阳能电池组件的最大功率与开路电压和短路电流乘积的比值：ff=pm/（isc×uoc）。填充因子是评价太阳能电池组件所用电池片输出特性好坏的一个重要参数，它的值越高，表明所用太阳能电池组件输出特性越趋于矩形，电池组件的光电转换效率越高。太阳能电池组件的填充因子系数一般在0.5～0.8 之间，也可以用百分数表示。

⑦转换效率(η)：转换效率是指太阳能电池组件受光照时的最大输出功率与照射到组件上的太阳能量功率的比值。即：η=pm（电池组件的峰值功率）/a（电池组件的有效面积）×pin（单位面积的入射光功率） 其中pin=1000w／㎡=100mw／cm2。

第三章 户外小型太阳能发电系统控制器与逆变器

控制器是太阳能光伏发电系统的核心部件之一，也是平衡系统的主要组成部分。在小型光伏发电系统中，控制器主要用来保护蓄电池。

光伏控制器应具有以下功能：1，防止蓄电池过充电和过放电，延长蓄电池寿命：2，防止太阳能电池板或电池方阵，蓄电池极性接反；3，防止负载，控制器，逆变器和其他设备内部短路；4，显示光伏发电系统的各种工作状态，包括：蓄电池电压，负载状态，电池方阵工作状态，辅助电源状态，故障报警等。

3.1 光伏控制器的工作原理以及主要技术参数

3.1.1 控制器的工作原理

控制器的控制电路根据光伏系统的不同其复杂程度有所差异，但其基本原理是一样的。如图3-1-1 所示的是最基本的光伏控制电路的工作原理框图。该电路由太阳能电池组件、控制器、蓄电池和负载组成。开关1 和开关2 分别为充电控制开关和放电控制开关。开关1 闭合时由太阳能电池组件通过控制器给蓄电池充电，当蓄电池出现过冲时，开关1 能及时切断充电回路，使光伏组件停止向4 蓄电池充电，开关1 还能按预先设定的保护模式自动恢复对蓄电池的充电。当开关2 闭合时，有蓄电池给负载充电，当蓄电池出现过放电时，开关2 能及时切断放电回路，蓄电池停止向负载在供电，当蓄电池再次充电并达到预先设定的恢复充电点时，开关2 又能自动恢复供电，开关1 和开关2 可以由各种开关元件构成，如各种晶体管、可控硅、固态继电器、功率开关器件等电子式开关和普通继电器等机械式开关。如图3-1 所示

图3-1 光伏控制器基本电路图

3.1.2 控制器的基本技术参数

(1)太阳电池输入路数：1――12 路 (2)最大充电电流： (3)最大放电电流：

(4)控制器最大自身耗电不得超过其额定充电电流的1% (5)通过控制器的电压降不得超过系统额定电压的5% (6)输入输出开关器件：继电器或MOSFET 模块 (7)箱体结构：台式、壁挂式、柜式 (8)工作温度范围：－15℃＋55 ℃ (9)环境湿度：90％

3.2 光伏逆变器的电路构成与工作原理

3.2.1 逆变器的电路构成

逆变器的基本电路构成由输入电路、输出电路、主逆变开关电路、控制电路、辅助电路和保护电路等构成如图：

3-2 逆变器基本电路示意图

3.2.2 逆变器的工作原理

逆变器的工作原理是通过功率半导体开关器件的开通和关断作用，把直流电能变换成交流电能。逆变器都具有开关特性的半导体功率器件，由控制电路周期性地对功率器件发出开关脉冲控制信号，控制各个功率器件轮流导通和关断，再经过变压器耦合升压或降压后，整形滤波输出符合要求的交流电。

3.2.3 光伏逆变器主要参数

1. 额定输出电压；

2. 逆变器应具有足够的额定输出容量和过载能力； 3. 输出电压的波形失真度；

4. 额定输出频率； 5. 负载功率因数；

6. 额定输出电流（或额定输出容量）； 7. 保护功能。

① 过电压保护：对于没有电压稳定措施的逆变器，应有输出过电压的防护措施，以使负载免

受输出过电压的损害。

② 过电流保护：逆变器的过电流保护，应能保证在负载发生短路或电流超过允许值时及时动

作，使其免受浪涌电流的损伤。