光伏阵列

光伏阵列，也称为 PV 系统（或 PVA）或太阳能发电机，是一种太阳能发电系统，其中太阳能电池将部分太阳辐射转化为电能。典型的直接类型的能量转换称为光伏。相比之下，其他太阳能发电厂（例如太阳能热发电厂）通过热能和机械能的中间步骤工作。根据EEG，每个模块都是一个独立的系统。根据EEG，多个太阳能模块在某些情况下被视为一个系统，仅用于确定装机容量。此外，光伏系统属于 WEEE 电子指令（废弃电气和电子设备指令），这意味着制造商必须在其使用寿命结束时将其回收。

普通光伏阵列的额定功率范围从房屋屋顶系统常见的低个位数千瓦范围到商业屋顶系统的几兆瓦，而地面安装的太阳能系统通常至少在兆瓦范围。

根据系统的大小和类型，各个太阳能模块串联连接形成所谓的组串。在技​​术应用中，太阳能模块是太阳能系统中最小的可区分组件，由串联的太阳能电池组成，这些太阳能电池被密封封装并且无法再进行维修。

对于晶体太阳能电池，首先单独制造单个电池，然后用金属箔连接。在薄膜电池的情况下，连接的生产被集成到形成电池的过程中。

先串联太阳能电池，电压只有0.5V左右，然后太阳能组件加起来电压。 20 年前，为了符合安全规定，xxx系统电压被限制在 110 V，而今天的太阳能模块，根据保护等级 II 进行测试，允许系统电压为 1000 V。 进一步提高到 1500 V DC，即根据 VDE0100 的低压定义的极限值，正在研究中。

即使是边长为 156 mm 的正方形晶体太阳能电池，在最 大太阳辐射的工作点也可以加载几安培的电流。当几个单独的电池串联连接时，电流由太阳能决定具有最低值的电池。如有必要，这些串中的几个具有相同的电压和特性并联切换，这意味着各个串的电流加起来。

太阳能模块通常连接到一个子结构上，该子结构理想地以这样一种方式对齐模块，以保证一年中尽可能高的能量输出或尽可能恒定的能量输出。 子结构还可以跟踪太阳（天文、感官）以获得更高的能量输出。

如果是并网系统，太阳能组件产生的直流电在逆变器的帮助下转换成交流电并馈入电网。 除了转换损耗外，只要网络具有足够的质量（电压/频率），这通常就会完全发生。

并网光伏阵列通常不会向电网提供任何控制功率，因为​​应该产生最 大的再生能量。

在离网系统中，除非直接使用，否则能量会暂时储存起来。 储存在储能设备中，多为铅酸电池，需要使用充电控制器。 为了能够将储存的能量用于传统的电气设备，在独立逆变器的帮助下将其转换为交流电。 对于带有存储系统的并网系统，现在可以看到锂电池的趋势。 相同容量下体积更小是优势。

电网自治太阳能发电系统（孤岛系统）的本质是永 久——甚至是暂时——与公共电网断开连接。由于各种原因，这可能是必要的：因为没有电源，或者实施备用系统，该系统在公共电网发生电源故障时会在很短的时间内断开用户系统的连接。在太阳能电池和独立逆变器的帮助下，基于通常市电交流电压的独立系统通常会在几毫秒内建立起来，以维持家庭供电。然而，这种备用系统也适用于增加传统并网太阳能发电系统的自耗——在白天，未使用的电力最初会暂时储存起来，以便以后需要时使用。

首先提到的孤岛系统，在没有电网连接的情况下永 久运行，是基于用 12 或 24 伏直流电压运行的消费系统，用于较小的应用。这样的系统基本上由四个部分组成：太阳能发电机、充电控制器、电池和消费者。系统的所有这些组件都应根据电力消费者的现有负载情况相互协调匹配，以确保高水平的利用率。

光伏技术在太空旅行中得到了显着的发展。 虽然第 一颗人造地球卫星仅搭载电池，但太阳能电池很快就被用于提供能源，代表了光伏技术的最早应用。今天，太阳能电池是迄今为止太空应用中最常用的解决方案。

几乎所有卫星和空间站都使用太阳能电池为其供电和安装仪器的运行——放射性核素电池仅用于远离太阳的任务，有时化学电池用于非常短的任务。

航天器上的太阳能电池暴露在高水平辐射下遭受性能损失（退化）。原因是宇宙射线的高能粒子辐射引起的晶体缺陷。

发展背后的另一个推动力是电信行业。第 一个用于转发莫尔斯电码信息的中继站（位于大多数大城市之间的偏远地区）仍然使用连接到 48 伏直流电的铅酸电池系统。放完电的电池被经常在路上行驶数周的手推车所取代。第 一个太阳能模块被开发出来，即使在室外温度很高的情况下也能安全地为 12 V 铅酸电池充电。这就是 36 芯 12V 太阳能电池板的诞生方式，在意识到 34 芯电池板无法为电池安全充电之后。四个串联的太阳能模块用于为中继站的电池系统充电。这个历史原因解释了为什么今天电信行业仍然使用 48 VDC 设备。

这种太阳能供应应用组的特点是非常精确地定义，通常是低能量需求。

• 移动应用，例如计算器/时钟、手机充电器、太阳能玩具、太阳能喷泉、发光的路标。
• 固定应用，例如停车机、自动交通标志（例如在高速公路上）、太阳能测量点（饮用水、废水、洪水、交通）、饮用水或废水滑动装置、太阳能通风、导航标志。
• 电信应用，例如手机接收站、WLAN 热点、无线电链路、卫星。