小型太阳能发电系统

小型太阳能发电系统，又称small solar 功率 system，通常用于家庭照明和户外露营活动。

原理

太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。（1）光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程。（2）光—电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。

组成

小型太阳能发电系统包括单多晶太阳能板、蓄电池（组）、光伏控制器。如果输出电源为交流220V或110V，则需要配备逆变器。

配件及功能

（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统的核心组成部分，负责将太阳辐射能转换为电能，或将电能储存在蓄电池中，或供负载使用。（二）太阳能控制器：控制器的主要职责是管理整个系统的运作状态，并对蓄电池实施过充和过放保护。在温差大的地区，良好的控制器还应具有温度补偿功能。其他附加功能如光控开关、时控开关也应该是控制器的选择项。（三）蓄电池：蓄电池通常是铅酸电池，但在微型系统中也可以使用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。它的作用是在日照充足时储存太阳能电池板发出的电能，并在需要时释放出来。（四）逆变器：太阳能的直接输出一般是12VDC、24VDC、48VDC。为了向220VAC的设备供应电力，需要使用DC-AC逆变器将太阳能发电系统产生的直流电能转换为交流电能。

分类

家用太阳能发电可分为离网发电系统和并网发电系统。1. 离网发电系统无需蓄电池储能，仅在有阳光时发电。夜间或无阳光的阴雨天，可以连接市电发电。2. 并网发电系统是指太阳能组件产生的直流电经并网逆变器转换为符合市电电网要求的交流电后直接接入公共电网。并网发电系统有集中式大型并网电站，这些电站通常是国家级的，其特点是将所发的电直接输送到电网，由电网统一调度向用户提供电力。然而，这类电站投资大、建设周期长、占地广，发展相对困难。相比之下，分布式小型并网发电系统，尤其是光伏建筑一体化发电系统，因其投资少、建设速度快、占地小、政策支持强等优势，成为并网发电的首选。

设计要素

太阳能发电系统的设计需要考虑多个因素，包括系统的使用地点及其日光辐射情况、负载功率、输出电压类型（直流或交流）、系统每日所需工作时间、在无日照的阴雨天气中系统所需的连续供电天数，以及负载的性质（纯电阻性、电容性或电感性）和启动电流大小。

特点

优点

1. 太阳能资源丰富且无限，地球上接收的太阳辐射能足以满足全球能源需求的1万倍。只需在世界4%的沙漠上安装太阳能光伏系统，所产生的电力就能满足全球的需求。太阳能发电安全可靠，不受能源危机或燃料市场价格波动的影响；2. 太阳能在各地均可获取，可就近供电，无需远距离传输，从而避免了长距离输电线路上的损耗；3. 太阳能发电无需燃料，运营成本低；4. 太阳能发电系统无运动部件，不易损坏，维护简便，尤其适用于无人值守的场合；5. 太阳能发电不会产生任何废物，无噪音和其他公害，对环境无不利影响，是理想的清洁能源；6. 太阳能发电系统建设周期短，灵活性强，可根据负载增加或减少太阳能阵列的容量，避免浪费。

缺点

1. 地面应用时，太阳能发电具有间歇性和随机性，发电量受气候条件影响，在夜晚或阴雨天无法或极少发电；2. 能量密度较低，标准条件下，地表接收到的太阳辐射强度为1000W/平方米。大规模使用时，需要占用大面积；3. 相对于传统发电方式，太阳能发电的价格仍然较高，约为常规发电的3至15倍，初始投资较高。

参考资料

小型太阳能发电系统.知乎.2024-10-20

小型太阳能发电系统.捷配电子市场.2024-10-20

离网、并离网储能.腾讯云.2024-10-20