光伏发电系统主要由光伏组件、控制器、逆变器、蓄电池及其他配件组成（并网不需要蓄电池）。根据是否依赖公共电网，分为离网跟并网两种，其中离网系统是独立运行的、不需要依赖电网。离网光伏系统配备了有储能作用的蓄电池，可保证系统功率稳定，能在光伏系统夜间不发电或阴雨天发电不足等情况下供给负载用电。

不管何种形式，工作原理均为光伏组件将光能转换成直流电，直流电在逆变器的作用下转变成交流电，最终实现用电、上网功能。

 

一、光伏组件

光伏组件是整个发电系统里的核心部分，由光伏组件片或由激光切割机机或钢线切割机切割开的不同规格的光伏组件组合在一起构成。由于单片光伏电池片的电流和电压都很小，所以要先串联获得高电压，再并联获得高电流，通过一个二极管（防止电流回输）输出，然后封装在一个不锈钢、铝或其他非金属边框上，安装好上面的玻璃及背面的背板、充入氮气、密封。把光伏组件串联、并联组合起来，就成了光伏组件方阵，也叫光伏阵列。

 

工作原理：太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴- 电子对，在p-n 结电场的作用下，空穴由p区流向 n区，电子由n区流向 p 区，接通电路后就形成电流。其作用是将太阳能转化为电能，并送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

组件类型：

单晶硅：光电转换率≈18%，最高可达到24% ，是所有光伏组件中转换率最高的，一般采用钢化玻璃及防水树脂封装，坚固耐用，使用寿命一般可达 25年。

多晶硅：光电转换率≈14%，与单晶硅的制作工艺差不多，多晶硅的区别在于光电转换率更低、价格更低、寿命更短，但多晶硅材料制造简便、节约电耗，生产成本低，因此得到大力发展。

非晶硅：光电转换率≈10%，与单晶硅和多晶硅的制作方法完全不同，是一种薄膜式太阳电池，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低，它的主要优点是在弱光条件也能发电。

二、控制器（离网系统使用）

光伏控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的自动控制设备。采用高速CPU微处理器和高精度A/D 模数转换器，是一个微机数据采集和监测控制系统，既可快速实时采集光伏系统当前的工作状态，随时获得 PV站的工作信息，又可详细积累PV站的历史数据，为评估 PV系统设计的合理性及检验系统部件质量的可靠性提供了准确而充分的依据，还具有串行通信数据传输功能，可将多个光伏系统子站进行集中管理和远距离控制。

三、逆变器

逆变器是一种将光伏发电产生的直流电转换为交流电的装置，光伏逆变器是光伏阵列系统中重要的系统平衡之一，可以配合一般交流供电的设备使用。太阳能逆变器有配合光伏阵列的特殊功能，例如最大功率点追踪及孤岛效应保护的机能。

太阳能逆变器可以分为以下三类：

①独立逆变器：用在独立系统，光伏阵列为电池充电，逆变器以电池的直流电压为能量来源。许多独立逆变器也整合了电池充电器，可以用交流电源为电池充电。一般这种逆变器不会接触到电网，因此也不需要孤岛效应保护机能。

②并网逆变器：逆变器的输出电压可以回送到商用交流电源，因此输出弦波需要和电源的相位、频率及电压相同。并网逆变器会有安全设计，若未连接到电源，会自动关闭输出。若电网电源跳电，并网逆变器没有备存供电的机能。

③备用电池逆变器：一种特殊的逆变器，由电池作为其电源，配合其中的电池充电器为电池充电，若有过多的电力，会回灌到交流电源端。这种逆变器在电网电源跳电时，可以提供交流电源给指定的负载，因此需要有孤岛效应保护机能。

四、蓄电池（并网系统不需要）

蓄电池是光伏发电系统中储存电的设备。目前采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池，胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种，广泛使用的有铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池。

工作原理：白天太阳光照射到光伏组件上，产生直流电压，把光能转换为电能，再传送给控制器，经过控制器的过充保护，将光伏组件传来的电输送到蓄电池里进行储存，以供需要时使用。

光発電システムは主に光発電モジュール、コントローラ、インバータ、蓄電池及びその他の部品から構成される（ネットワークを構築するために蓄電池は必要ない）。公衆電力網に依存するかどうかによって、離網と並列網の2種類に分けられ、そのうち離網システムは独立して動作し、電力網に依存する必要はない。離網光発電システムはエネルギー貯蔵作用のある蓄電池を備えており、システムの電力安定を保証でき、光発電システムの夜間発電や雨天発電不足などの状況下で負荷用電力を供給することができる。
どのような形式であれ、動作原理は光起電力モジュールが光エネルギーを直流電力に変換し、直流電力はインバータの作用の下で交流電力に変換し、最終的に電力使用、インターネット接続機能を実現する。
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一、光起電力モジュール
光起電力モジュールは発電システム全体のコア部分であり、光起電力モジュールシートまたはレーザー切断機または鋼線切断機で切断された異なる規格の光起電力モジュールを組み合わせて構成されている。モノリシック光起電電池シートは電流と電圧が小さいので、まず直列に高電圧を得て、それから並列に高電流を得て、1つのダイオード（電流の戻りを防止する）を通じて出力して、それから1つのステンレス鋼、アルミニウムあるいはその他の非金属枠に包装して、上のガラスと背面の背板を取り付けて、窒素ガスを充填して、密封します。光起電力モジュールを直列、並列に組み合わせると、光起電力モジュールの方陣となり、光起電力アレイとも呼ばれます。
動作原理：太陽光は半導体p−n接合に照射し、新しい正孔−電子対を形成し、p−n接合電界の作用の下で、正孔はp領域からn領域に流れ、電子はn領域からp領域に流れ、回路をオンにすると電流を形成する。その役割は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換し、蓄電池に貯蔵したり、負荷動作を推進したりすることです。
コンポーネントのタイプ：
単結晶シリコン：光電変換率≒18%、最高24%に達することができ、すべての光起電力モジュールの中で最も変換率が高く、一般的に強化ガラスと防水樹脂パッケージを採用し、頑丈で耐久性があり、使用寿命は一般的に25年に達することができる。
多結晶シリコン：光電変換率≒14%と単結晶シリコンの製造技術との差は多くなく、多結晶シリコンの違いは光電変換率がより低く、価格がより低く、寿命がより短いことであるが、多結晶シリコン材料の製造が簡便で、電力消費が節約でき、生産コストが低いため、大いに発展している。
アモルファスシリコン：光電変換率≒10%で、単結晶シリコンと多結晶シリコンの製造方法とは全く異なり、薄膜式太陽電池であり、プロセスプロセスは大幅に簡略化され、シリコン材料の消費は少なく、電気消費はより低く、その主な利点は弱い光条件でも発電できることである。
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二、コントローラ（ネットワーク離れシステム使用）
光起電力制御装置は、バッテリの過充電や過放電を自動的に防止する自動制御装置である。高速CPUマイクロプロセッサと高精度A/Dアナログデジタル変換器を採用し、マイコンデータ収集と監視制御システムであり、光起電力システムの現在の動作状態を迅速かつリアルタイムに収集することができ、いつでもPVステーションの動作情報を獲得することができ、またPVステーションの歴史データを詳細に蓄積することができ、PVシステム設計の合理性と検査システム部品の品質の信頼性を評価するために正確で十分な根拠を提供し、シリアル通信データ伝送機能も有し、複数の光起電力システム子局を集中管理および遠隔制御することができる。
三、インバータ
インバータは太陽光発電で発生した直流電力を交流電力に変換する装置であり、太陽光インバータは太陽光アレイシステムにおいて重要なシステムバランスの1つであり、一般的な交流電力供給の設備に合わせて使用することができる。太陽エネルギーインバータには、最大電力点追跡や離島効果保護などの光起電力アレイに合わせた特殊な機能がある。
太陽エネルギーインバータは次の3つに分類できます。
①独立インバータ：独立系に使用し、光起電力アレイは電池充電であり、インバータは電池の直流電圧をエネルギー源とする。多くの独立インバータにもバッテリ充電器が統合されており、AC電源でバッテリを充電することができます。一般的にこのインバータは電力網に接触しないので、孤島効果保護機能も必要ありません。
②パラレルネットワークインバータ：インバータの出力電圧は商用交流電源に回送できるため、出力弦波は電源の位相、周波数及び電圧と同じである必要がある。ネットワークインバータを並列すると安全設計があり、電源に接続されていなければ、自動的に出力がオフになります。電力網電源が停電すると、並列ネットワークインバータには電力供給を準備する機能がありません。
③予備電池インバータ：電池を電源とし、その中の電池充電器に合わせて電池を充電する特殊なインバータであり、電力が多すぎると交流電源端に再灌流される。このインバータは、電力網電源が跳電する際に、指定された負荷に交流電源を供給することができるため、孤島効果保護機能が必要である。
四、蓄電池（並列システムは不要）
蓄電池は光発電システムに電気を蓄える設備である。現在採用されているのは鉛酸無メンテナンス蓄電池、普通鉛酸蓄電池、コロイド蓄電池とアルカリニッケルカドミウム蓄電池の4種類で、広く使用されているのは鉛酸無メンテナンス蓄電池とコロイド蓄電池である。
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動作原理：昼間太陽光が光発電モジュールに照射され、直流電圧が発生し、光エネルギーを電気エネルギーに変換し、再びコントローラに転送し、コントローラの過充電保護を経て、光発電モジュールから送られてきた電気を蓄電池に送って貯蔵し、必要な時に使用するために使用する。