光電系統

光電系統一般分為獨立系統、併網系統及混合系統。根據太陽能光電系統的應用形式、應用規模、負載類型等，可分為六種類型。

系統介紹

根據太陽能光電系統的應用形式、應用規模、負載類型等，光伏供電系統應進行更細緻的劃分。光電系統還可細分為以下六種：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）；交直流供電系統（AC/DC）；併網系統（Utility Grid Connect）；混合動力供電系統（Hybrid）；併網混合系統。以下分別介紹各系統的工作原理與特性。

供電系統

小型太陽能供電系統的特點是系統中只有一個直流負載且負載功率相對較小，整個系統結構簡單，操作方便。其主要用途為一般家用系統、各類民用直流產品及相關娛樂設備。例如在我國西部地區，這種類型的光電系統已經得到廣泛的應用，負載為直流燈，用於解決無電地區家庭照明問題。

直流系統

本系統的特性是系統中的負載為直流負載，且對負載的使用時間沒有特殊要求。負載主要在白天使用，因此系統中不使用電池，也不需要控制器。系統結構簡單，可直接使用。由光伏組件向負載供電，省去了蓄電池中能量的儲存和釋放過程，也省去了控制器中的能量損耗，提高了能量利用效率。常用於光伏水泵系統、一些臨時設備白天供電以及一些旅遊設施。圖 1 顯示了一個簡單的直流光伏泵系統。該系統已在缺乏純淨自來水飲用的發展中國家中廣泛應用，產生了良好的社會效益。

大型太陽能發電系統

與上述兩種光電系統相比，大型太陽能光電系統仍適用於直流電源系統，但此類太陽能光電系統通常負載功率較大。為了確保對負載進行穩定的供電，其相應的系統規模也很大，需要配備更大的光電模組陣列和更大的電池組。其常見的應用形式有通訊、遙測、監控設備供電，農村集中供電，航標燈塔，路燈等。我國西部一些無電地區建設的一些農村光電站就採用這種形式，中國移動、中國聯通在邊遠無電網地區建設的通訊基地台也採用這種光電系統供電。如山西萬家寨通訊基地台計畫。

交直流供電系統

與上述三種太陽能光電系統不同的是，該光伏系統可以同時為直流負載和交流負載提供電力，並且在系統結構上比上述三種系統多了一個逆變器，用於將直流電能轉換為交流電能，以滿足交流負載的要求。通常這樣的系統的負載功耗也比較大，所以系統的規模也比較大。適用於一些同時存在交直流負載的通訊基地台及其他交直流負載的光電站。

併網系統

此太陽能光電系統最大的特點是將光電陣列發出的直流電透過併網逆變器轉換成符合市電要求的交流電，然後直接連接到市電網路。負載之外，多餘的功率被回饋回電網。在下雨天或夜間，當光電陣列不發電或所發電量無法滿足負載需求時，由電網供電。由於將電能直接輸入電網，省去了電池的配置，節省了電池的儲存和釋放過程。但係統中需配備專用的併網逆變器，確保輸出功率符合電網電源對電壓、頻率等指標的要求。由於逆變器效率問題，仍會有一定的能量損失。此類系統通常能夠並聯使用公用電源和太陽能光電模組陣列作為本地交流負載的電源。整個系統的負載缺電率降低。此外，光電發電系統併網後還能對公共電網起到調峰的作用。索盈電氣根據併網系統的特點，早在幾年前就成功研發出一款太陽能併網逆變器，專門針對各種得失電能的回收利用而設計。併網系統取得了重大進展，攻克了一系列技術難題。

混合供應系統

本太陽能光電系統除採用太陽能光電模組陣列外，也採用油發電機作為備用電源。採用混合供電系統的目的是綜合利用各種發電技術的優點，並避免各自的缺點。例如上述獨立光伏系統的優點是維護較少，缺點是能量輸出受天氣影響較大且不穩定。

與單一能源獨立系統相比，使用柴油發電機和光伏陣列組合的混合供電系統可以提供不受天氣影響的能源。

併網混合供電系統

隨著太陽能光電產業的發展，綜合利用太陽能光電模組陣列、市電和備用燃油發電機的併網混合供電系統已經出現。這類系統通常將控制器和逆變器整合在一起，利用電腦晶片全面控制整個系統的運行，綜合利用各種能源，使其達到最佳工作狀態，同時還可以利用蓄電池進一步提高系統的負載供電保證率，例如AES公司的SMD逆變系統。該系統可以為本地負載提供合格的電力，並可作為線上UPS（不間斷電源）工作。電力也可以由電網供應或取得。該系統的工作模式通常為市電與太陽能並聯工作。對於本地負載來說，如果光伏組件發出的電能足夠負載使用，則直接使用光伏組件發出的電能來供給負載的需要。如果光電模組發出的電力超過即時負載的需求，多餘的電力還可以返回電網；如果光電模組發出的電力不足，則自動啟用市電，利用市電來供應本地負載的需求。當負載的用電量低於SMD逆變器額定市電容量的60%時，市電自動對蓄電池充電，保證蓄電池長期處於浮充狀態；如果市電發生故障，即市電斷電或者市電質量不達標，系統將自動斷開市電，切換到獨立工作模式，由蓄電池和逆變器提供負載所需的交流電。一旦市電恢復正常，即電壓、頻率恢復到上述正常狀態，系統將斷開蓄電池，轉為併網模式，由市電供電。在一些併網混合供電系統中，系統監控、控制和資料擷取功能也可以整合到控制晶片中。此系統的核心部件是控制器和逆變器。

離網光電系統

離網光電發電系統是由光電模組產生電能，透過控制器管理蓄電池的充放電，提供直流負載電能，或透過逆變器向交流負載提供電能的一種新型電源。廣泛應用於高原、海島、邊遠山區及環境惡劣的野外作業。也可作為通訊基地台、廣告燈箱、路燈等的電源，光電發電系統利用取之不盡、用之不竭的自然能源，可有效緩解電力短缺地區的需求衝突，解決邊遠地區的生活和通訊問題。改善全球生態環境，促進人類永續發展。

系統功能

光伏板是發電組件。光伏控制器對所發出的電能進行調節和控制。一方面將調整後的能量送到直流負載或交流負載，另一方面將多餘的能量送到電池組儲存。當所發的電能無法滿足負載需求時，控制器就把蓄電池的電能傳送給負載。蓄電池充滿電後，控制器應控制蓄電池不過度充電。當蓄電池儲存的電能放電完畢時，控制器要控制蓄電池不過度放電，以保護蓄電池。當控制器的性能不佳時，會大大影響蓄電池的使用壽命，最終影響系統的可靠性。蓄電池的任務是儲存能量，以便在夜間或陰雨天為負載供電。逆變器負責將直流電能轉換為交流電能，以供交流負載使用。