1.3 离网（独立）光伏发电系统

离网光伏发电系统主要由太阳电池组件、光伏控制器、储能蓄电池、光伏逆变器、交直流配电箱、光伏支架等组成。离网光伏发电系统根据用电负载的特点，可分为下列几种形式。

1.3.1 无蓄电池的直流光伏发电系统

无蓄电池的直流光伏发电系统如图1-13所示。该系统的特点是用电负载是直流负载，对负载使用时间没有要求，负载主要在白天使用。太阳电池与用电负载直接连接，有阳光时就发电供负载工作，无阳光时就停止工作。系统不需要使用光伏控制器，也没有蓄电储能装置。该系统的优点是减少了电能通过光伏控制器及在蓄电池的存储和释放过程中造成的损耗，提高了太阳能的利用效率。这种系统最典型的应用是太阳能光伏水泵。应用太阳能光伏水泵除了可以在阳光充足的时候直接抽水灌溉外，还可以利用光伏水泵把水抽到蓄水池内储存起来，将太阳能转换为势能，以供夜晚和阴雨天使用。

1.3.2 有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如图1-14所示。该系统由太阳电池、光伏控制器、蓄电池、直流负载等组成。有阳光时，太阳电池将光能转换为电能供负载使用，并同时向蓄电池存储电能。夜间或阴雨天时，则由蓄电池向负载供电。这种系统应用广泛，小到太阳能草坪灯、庭院灯，大到远离电网的移动通信基站、微波中转站，边远地区农村供电等。当系统容量和负载功率较大时，就需要配备太阳电池方阵和蓄电池组了。

1.3.3 交流及交、直流混合光伏发电系统

交流及交、直流混合光伏发电系统如图1-15所示。与直流光伏发电系统相比，交流光伏发电系统多了一个光伏逆变器，用以把直流电转换成交流电，为交流负载提供电能。有阳光时，光伏电池将光能转换为直流电能向储能蓄电池充电，并同时通过光伏逆变器把直流电转换成交流电，为交流用户或负载提供电能。夜间或阴雨天时，则将储能蓄电池存储的直流电能通过光伏逆变器转换为交流电向负载供电。交、直流混合系统则既能为直流负载供电，也能为交流负载供电。

1.3.4 市电互补型光伏发电系统

市电互补型光伏发电系统如图1-16所示。所谓市电互补光伏发电系统，就是在独立光伏发电系统中以太阳能光伏发电为主，以普通220V交流电补充电能为辅。这样光伏发电系统中电池组件和蓄电池的容量都可以设计的小一些，基本上是当天有阳光，当天就用太阳能发的电，遇到阴雨天时就用市电能量做补充。在我国大部分地区全年基本上都有2/3以上的晴好天气，这样系统全年就有2/3以上时间用太阳能发电，剩余时间用市电补充能量。这种形式即减小了太阳能光伏发电系统的一次性投资，又有显著的节能减排效果，是太阳能光伏发电在推广和普及过程中的一个过渡性的好办法。这种形式原理上与下面将要介绍的无逆流并网型光伏发电系统有相似之处，但还不能等同于并网应用。

应用举例：某市区路灯改造，如果将普通路灯全部换成太阳能路灯，一次性投资很大，无法实现。而如果将普通路灯加以改造，保持原市电供电线路和灯杆不动，更换节能型光源灯具，采用市电互补光伏发电的形式，用小容量的电池组件和蓄电池（仅够当天使用，也不考虑连续阴雨天数），就构成了市电互补型太阳能路灯，投资减少一半以上，节能效果显著。

1.3.5 能自动切换的光伏发电系统

能自动切换的光伏发电系统如图1-17所示。所谓自动切换就是离网系统具有与公共电网自动运行双向切换的功能。一是当光伏发电系统因多云、阴雨天及自身故障等导致发电量不足时，切换器能自动切换到公共电网供电一侧，由电网向负载供电；二是当电网因为某种原因突然停电时，光伏系统可以自动切换使电网与光伏系统分离，成为独立光伏发电系统。有些带切换装置的光伏发电系统，还可以在需要时断开为一般负载的供电，接通对应急负载的供电。

1.3.6 风光互补及风光柴互补型发电系统

风光互补及风光柴互补型发电系统如图1-18所示。所谓风光互补是指在光伏发电系统中并入风力发电系统，使太阳能和风能根据各自的气象特征形成互补。一般来说，白天只要天气晴好，光伏发电系统就能正常运行，而夜晚无阳光时往往风力又比较大，风力发电系统恰好弥补光伏发电系统的不足。风光互补发电系统同时利用太阳能和风能发电，对气象资源的利用更加充分，可实现昼夜发电，提高了系统供电的连续性和稳定性，但在风力资源欠佳的地区不宜使用。

另外在比较重要或对供电稳定性要求较高的场合，还需要采用柴油发电机与光伏发电系统、风力发电机构成风光柴互补的发电系统。其中柴油发电机一般处于备用状态或小功率运行待机状态，当风光发电不足和蓄电池储能不足时，由柴油发电机补充供电。