1.2.1 光伏发电系统的分类

光伏发电系统是利用太阳能电池的光伏效应将太阳辐射直接转换成电能的发电系统。

光伏发电系统根据不同的标准有不同的分类方法，用户可以根据实际需求选择合适类型的光伏发电系统。

1.按光伏发电系统接入公共电网的方式分类

按光伏发电系统接入公共电网的方式不同可分为离网光伏发电系统和并网光伏发电系统。

（1）离网光伏发电系统 离网光伏发电系统也叫独立光伏发电系统，如图1-9所示，它是将入射的太阳辐射能直接转换为电能，不与公共电网连接的发电系统。离网光伏发电系统主要由光伏阵列（组件）、光伏控制器和储能装置组成，若要为交流负载供电，则还需要配置离网逆变器。通常将离网光伏发电系统建设在远离电网的偏远地区或作为野外移动式便携电源，也可作为通信信号电源、太阳能路灯电源使用。

（2）并网光伏发电系统 并网光伏发电系统中的光伏阵列（组件）产生的直流电在经过并网逆变器转换成符合公共电网要求的交流电之后将直接接入公共电网，如图1-10所示。

并网光伏发电系统直接将电能输入电网，免除了储能装置，也省掉了储能装置储能和释放的过程，可以充分利用光伏阵列（组件）所发的电能，从而减小了能量的损耗，降低了系统的成本。但是并网光伏发电系统中需要专用的并网逆变器，以保证输出的电能满足公共电网对电压、频率等指标的要求，因为逆变器效率的问题，还是会有部分的能量损失。

2.按是否有储能装置分类

按光伏发电系统是否有储能装置可分为带储能装置系统和不带储能装置系统。

离网光伏发电系统一般带有储能装置，以蓄电池储能为主，如图1-9所示；并网光伏发电系统一般不带储能装置，依靠公共电网进行储能调节。

图1-11所示为不带储能装置的光伏水泵系统，它直接利用光伏阵列（组件）发电，通过最大功率点跟踪以及变换、控制等装置驱动电动机来带动水泵，将水从地下深处抽至地面，供农田灌溉或人畜饮用。

3.按负载形式不同分类

按离网光伏发电系统负载形式不同可分为直流系统、交流系统和交直流混合系统。如果负载为直流负载则为直流系统；负载为交流负载则为交流系统；负载为交直流混合负载则为交直流混合系统。图1-12～图1-15分别为无蓄电池的直流光伏发电系统、有蓄电池的直流光伏发电系统、交流光伏发电系统、交直流混合光伏发电系统。

4.按系统装机容量的大小分类

按系统装机容量的大小分类的情况如下：

1）小型系统，即装机容量小于1MW的光伏发电系统。

2）中型系统，即装机容量在1～30MW之间的光伏发电系统。

3）大型系统，即装机容量大于30MW的光伏发电系统。

5.按并网光伏发电系统向公共电网送电的方式分类

按并网光伏发电系统向公共电网送电的方式分有逆流并网光伏发电系统和无逆流并网光伏发电系统。

有逆流并网光伏发电系统如图1-16所示。当光伏发电系统发出的电能充裕时，可将剩余的电能送入公共电网；当光伏发电系统提供的电能不足时，由公共电网向负载供电。因为向公共电网送电时与由公共电网供电时的电能流转方向相反，所以称为有逆流并网光伏发电系统。

无逆流并网光伏发电系统如图1-17所示。当此类光伏发电系统即使发电充裕时，也不向公共电网供电；但当光伏发电系统供电不足时，则由公共电网供电。

6.按并网光伏发电系统建设是否集中分类

按并网光伏发电系统建设是否集中可分为集中式并网光伏发电系统和分布式并网光伏发电系统，如图1-18和图1-19所示。

集中式并网光伏发电系统就是利用荒漠等非耕地，集中建设的大型光伏发电系统，其发出的电直接并入公共电网，接入高压输电系统供给远距离负载使用。这类光伏发电系统一般见于国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到公共电网，由公共电网统一调配向用户供电。

（1）主要优点

1）选址更加灵活，光伏阵列出力稳定性有所增加，削峰作用明显。

2）运行方式较为灵活，相对于分布式并网光伏发电系统可以更方便地进行无功和电压控制，易实现公共电网频率调节。

3）建设周期短，环境适应能力强，不需要水源供给、燃煤运输等原料保障，运行成本低，便于集中管理，受到的空间限制小，很容易实现扩容。

（2）主要缺点

1）需要依赖长距离输电线路送电入公共电网，因此输电线路的损耗、电压跌落和无功补偿等问题将会凸显。

2）大容量的集中式并网光伏发电系统由多台变换装置组合实现，这些装置的协同工作需要进行统一管理，因此在技术上提出了更高要求。

3）为保证公共电网安全，大容量的集中式光伏接入需要有LVRT（低电压穿越）等技术支持，这些技术往往与电力孤岛存在冲突。

4）电站投资大、占地面积大。

分布式并网光伏发电是区别于集中式并网光伏发电的建设方法，此类系统一般建在用户侧，所生产的电力主要自用。它具有容量小、电压等级低、接近负载、对公共电网影响小等特点，可以应用在工业厂房、公共建筑以及居民住房屋顶上。分布式并网光伏发电系统充分利用了太阳能广泛存在的特点，避免了集中建设的场地限制因素，具有建设灵活的特点。在分布式并网光伏发电系统中，白天不用的电力可以通过逆变器出售给当地的公共电网，夜晚需要用电时，再从公共电网中购回。

7.按是否与建筑结合分类

光伏发电系统按是否与建筑结合可分为地面光伏发电系统和与建筑结合的光伏发电系统。

建设在地面上的光伏发电系统称为地面光伏发电系统，如图1-20所示。

与建筑结合的光伏发电系统又分为光伏建筑一体化（Building Integrated Photo Voltaic,BIPV）和附着在建筑物上的光伏发电系统（Building Attached Photo Voltaic,BAPV）两种，如图1-21所示。BIPV是与建筑物同时设计、同时施工和安装并与建筑物形成完美结合的光伏发电系统，也称为“构建型”和“建材型”光伏建筑。它作为建筑物外部结构的一部分，既具有发电功能，又具有建筑构件和建筑材料的功能，甚至还可以提升建筑物的美感，与建筑物形成完美的统一体。BAPV是指附着在建筑物上的光伏发电系统，也称为“安装型”光伏建筑。它的主要功能是发电，与建筑物功能不发生冲突，也不破坏或削弱原有建筑物的功能。