中心議題：

• 介紹了光伏供電系統的原理及技術
  
• 給出了太陽能光伏發電在住宅戶用供電系統的應用

• 采用了無變壓器式的能量變換
  
• 遵循216V供電體制
  
• 運用小電流放電方式

0 引言
日益惡化的生態環境、能源短缺使人們逐步認識到，人類必須走可持續發展的道路，大力開發和利用可再生能源是必由之路，開發綠色的、可持續的新型能源已成為歷史必然。

隨著我國經濟發展，工業化、城鎮化進程的加速，對能源、電力的需求越來越大。而潔凈安全的太陽能發電技術，越來越得到廣泛的重視和應用，也越來越貼近人們的生活。本文討論太陽能光伏發電在居民住宅供電上的應用。

1 光伏發電在住宅供電的必要性
在偏遠農村山區無電地區，人們生活、生產用 電無法得到保障，如果這些地區光照充足，采用太陽能光伏供電，可以解決照明、配電問題。在城鎮，人民生活水平不斷提高，各種家電逐漸走人日常居民家庭。一 些老住宅，由于在規劃設計中對居民用電負荷估計太低，選用的線路截面、負荷開關容量偏小等，造成用電線路經常性的過負荷跳閘，超負荷運行燒毀開關、電能 表、電線等現象，產生了很大的安全隱患。

再者，由于老住宅的用戶密度高，預留空間小，對于重排供配電線路或加設線路都有較大的難度，且線路的安全性也受到威脅。因此研究太陽能光伏發電在住宅供配電系統的應用很有必要。

2 光伏供電系統介紹
光伏供電系統結構如圖1。太陽能電池序列將太陽能轉換為直流電能，給蓄電池組充電，由蓄電池組給直流負載供電，而能量變換器將光伏發電獲得的直流電能轉換成恒壓恒頻交流電能，供交流負載用電，是太陽能利用的關鍵技術。

2.1 太陽能電池陣列
系統中的太陽能電池陣列，采用12V×l8的串聯形式，每塊太陽電池的功率可根據系統所需功率來確定。選用效率高(11％)、成本低的納米晶體化學太陽電池，成本是晶體硅太陽電池成本的1/5～1/10，壽命可達20a，應用這種光電池可大幅度地降低系統的成本。相應地采用串聯形式的12V×18的蓄電池組，其容量可根據需要靈活配置。

2.2 能量變換器
大多數中、小型光伏發電系統，一般都采用直流供電體制供直流系統使用，或者經逆變器把直流電變換成220V方波供交流電器使用，這樣使系統的使用效率受到了極大的限制，整個系統的使用效率限制在85％左右。太陽能電池的效率不高，單晶硅為15％，多晶硅為14％。非晶硅和薄膜太陽電池為10％，蓄電池的充放電效率為85％。如果系統的使用效率不提高，勢必會增加整個系統的成本。[page]

本系統中，采用的無變壓器式的能量變換器，其電路原理圖如圖2所示，其效率大幅度提高，不小于95％。對以交流負載為主的家用光伏供電系統來說，采用這種供電體制，可大大節約昂貴的“太陽電”，降低了整個光伏系統的成本。

2.3 蓄電池組
光伏發電為綠色能源發電，唯一的環境隱患在蓄電池上。由于蓄電池中的鉛酸有很強的腐蝕性，且鉛元素有毒，對環境有一定的危害。蓄電池最大的污染問題存在于生產和回收環節容易造成鉛酸的泄露。本系統中的蓄電池考慮自給天數為2d，每戶平均容量為1.3kW，選擇GMF—200型深放電閥吸液式密封鉛酸蓄電池，放電深度(DOD)為0.8。使用期間無酸霧和氣體逸出，不會對用戶家庭造成污染，降低了維護成本。

3 負載
負載采用分類使用的辦法。系統有兩路輸出：一路是交流負載，由無變壓器式能量變換器供電；另一路是直流負載，由太陽能電池或是蓄電池直接供電，不需要通過能量變換器，可提高系統效率、節約能源和延長能量變換器的壽命，提高了系統的可靠性。本供電系統中，由于采用216(12×18)V供電制，照明負載可以選用市場上的常規照明用具，避免了以往光伏系統采用12V供電，而必須使用特制的照明燈具或者必須經過能量變換器后才能使用的問題。選用特制的12V照明燈具，具有下列不足之處：一是燈具一旦損壞，在市場上難以購買，用戶很不方便；二是特制的12V照明燈使用量少,未形成批量生產，造價高，可靠性差。

目前，節能照明燈的技術已達到比較先進的水 平，緊湊型熒光燈得到了推廣應用。據統計，我國已是世界上第一大節能燈生產國和出口國。同時，可低壓起動的節能型電子鎮流器的電路技術也得到了長足的發 展，為光伏供電體制中的照明系統的選用提供了保證。本系統所設計的這種照明系統具備的優點：可隨處購買，便于更換；可靠性高，壽命長；成本低，價格便宜。

4 結束語
本文中光伏供電系統采用了無變壓器式的能量變換器、216V供電體制和小電流放電方式，系統的效率大幅度地提高，能量損失大大地減少，系統成本降低。采用光伏戶用發電可以實現無電地區的供電，緩解城鎮的用電壓力，合理地應用于住宅供配電，能解決老式住宅供配電難以增容的問題，推動光伏發電系統的應用。