光伏系統(tǒng)是由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器等設(shè)備組成。其各部分設(shè)備的作用是：

　　(1)太陽能電池方陣：在有光照情況下，電池吸收光能，電池兩端出現(xiàn)異號電荷的積累，即產(chǎn)生"光生電壓"，這就是"光生伏打效應(yīng)"。在光生伏打效應(yīng)的作用下，太陽能電池的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢，將光能轉(zhuǎn)換成電能，是能量轉(zhuǎn)換的器件。太陽能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽能電池，多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池三種。

　　(2)蓄電池組：其作用是儲(chǔ)存太陽能電池方陣受光照時(shí)發(fā)出的電能并可隨時(shí)向負(fù)載供電。

　　(3)控制器：自動(dòng)控制電力的選擇，在市電、太陽能電、蓄電池電之間選擇，對蓄電池充電。

　　(4)逆變器：是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備。

　　在光伏電站使用環(huán)境中，光照條件好時(shí)(白天)，太陽能電池組件接收太陽光，輸出電能，一部分直流和交流負(fù)載工作，另一部分供給蓄電池充電;光照條件不好時(shí)(夜晚或陰雨天)，太陽能電池組件無法工作，蓄電池組供電，供給直流或交流負(fù)載，蓄電池是處于循環(huán)狀態(tài)，所以，在這種使用環(huán)境下，蓄電池的壽命為循環(huán)壽命。

　　應(yīng)用于光伏系統(tǒng)中的蓄電池的工作條件和蓄電池應(yīng)用在其它場合的工作條件不同。其主要區(qū)別可以概括為以下幾點(diǎn):

　　(1)充電率非常小, 由于成本，位置空間等問題，太陽電池投入數(shù)量會(huì)受到很大的限制，為了保證電力系統(tǒng)的正常使用，往往提供給蓄電池的充電電力變得十分有限，平均充電電流一般為0.05C10～0.1C10,很少達(dá)到0.1C10A。

　　(2)放電率非常小,太能系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到最大負(fù)載容量，最長后備時(shí)間，配置的蓄電池容量較大，而實(shí)際使用過程中負(fù)載相對設(shè)計(jì)負(fù)載小得多，蓄電池放電率通常為C20～C240,或者更小。

　　(3)由于受到自然資源的限制,蓄電池只有在有日照時(shí)才能充電:即充電時(shí)間受到限制。

　　(4)不能按給定的充電規(guī)律對蓄電池進(jìn)行充電。

　　按照目前的光伏系統(tǒng)價(jià)格計(jì)算，用戶通常在 7-8 年后才能獲得投資回報(bào)。政府激勵(lì)政策和光伏系統(tǒng)的使用壽命必須能持續(xù)20 年或更久。太陽能光伏系統(tǒng)的投資回報(bào)取決于該系統(tǒng)每年的發(fā)電量，因此用戶需要的光伏系統(tǒng)必須具備高效、可靠和易于維護(hù)等特性，從而可以獲得最大限度的發(fā)電量。

　　如今，很多安裝太陽能光伏系統(tǒng)的用戶已經(jīng)意識到部分或間歇性的遮蔽會(huì)影響到系統(tǒng)的發(fā)電量。

　　部分陰影遮蔽對太陽能光伏系統(tǒng)的影響：

　　當(dāng)樹木、煙囪或其他物體投射的陰影遮擋住光伏系統(tǒng)時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)造成“失配”問題。即使光伏系統(tǒng)只受到一點(diǎn)點(diǎn)陰影的遮擋都會(huì)導(dǎo)致發(fā)電量的大幅下跌。部分遮蔽導(dǎo)致的系統(tǒng)失配對發(fā)電量的實(shí)際影響很難通過簡單的計(jì)算公式獲得。因?yàn)橛绊懴到y(tǒng)發(fā)電量的因素很多，包括內(nèi)部電池模塊間互連、模塊定向、光伏電池組間的串并聯(lián)問題以及逆變器的配置等。光伏模塊通過多個(gè)電池串相互連接而成，每個(gè)電池串被稱為一個(gè)“組列”。每個(gè)組列由一個(gè)旁路二極管來保護(hù)，以免一個(gè)或多個(gè)電池被遮蔽或損壞時(shí)導(dǎo)致整個(gè)電池串因?yàn)檫^熱而受到損壞。這些串聯(lián)或并聯(lián)的電池組列能夠使電池板產(chǎn)生相對較高的電壓或電流。

　　光伏陣列由串聯(lián)在一起的光伏模塊通過并聯(lián)構(gòu)成。每串光伏模塊的的最大電壓必須低于逆變器的最大輸入電壓額定值。

　　當(dāng)光伏系統(tǒng)部分被遮蔽時(shí)，未被遮蔽的電池中的電流流經(jīng)被遮蔽部分的旁路二極管。

　　當(dāng)光伏陣列受到遮蔽而出現(xiàn)上述情況時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一條具有多個(gè)峰值的 V-P 電氣曲線。圖 1 顯示了具有集中式最大功率點(diǎn)跟蹤系統(tǒng)( MPPT) 功能的標(biāo)準(zhǔn)并網(wǎng)配置，其中一個(gè)組列的兩個(gè)電池板被遮蔽。集中式 MPPT無法設(shè)置直流電壓，因此無法令兩個(gè)組列的輸出功率都達(dá)到最大。在高直流電壓點(diǎn) (M1)，MPPT 使未遮蔽組列的輸出功率達(dá)到最大。在低直流電壓點(diǎn) (M2)，MPPT 將使遮蔽組列的輸出功率達(dá)到最大：旁路二極管繞過遮蔽電池板，此組列的未遮蔽電池板將提供全量電流。陣列的多個(gè) MPP 可能導(dǎo)致集中最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）配置的額外損失，因?yàn)樽畲蠊β庶c(diǎn)跟蹤器可能得到錯(cuò)誤信息停止在局部最大點(diǎn)處，并穩(wěn)定在具有V-P特征的次優(yōu)點(diǎn)。

　　圖 1：具有集中 MPPT 功能的標(biāo)準(zhǔn)并網(wǎng)配置，其中一個(gè)組列的兩個(gè)電池板被遮蔽。

　　不同的案例研究和現(xiàn)場測試證明，部分遮蔽對光伏系統(tǒng)的發(fā)電量具有嚴(yán)重的影響。通過使用分布式 MPPT 控制可以減輕遮蔽對系統(tǒng)的不利影響。

　　利用分布式 MPPT 最大限度降低系統(tǒng)失配問題：

　　為了使陣列中每一個(gè)太陽能光伏電池板的電力輸出都達(dá)到最大值，美國國家半導(dǎo)體開發(fā)了 SolarMagic?技術(shù)。通過該技術(shù)，即使陣列中其他電池板出現(xiàn)失配問題時(shí)，每塊電池板仍然能輸出最大的電力。SolarMagic 技術(shù)運(yùn)用高級算法和先進(jìn)的混合信號技術(shù)能夠監(jiān)控并優(yōu)化每塊太陽能光伏電池板的產(chǎn)能，因而能夠補(bǔ)償高達(dá)50[%]的因失配問題而產(chǎn)生的發(fā)電量損失。SolarMagic 電源優(yōu)化器可快速、輕松地安裝在傳統(tǒng)太陽能光伏系統(tǒng)中。

　　圖 2 顯示了采用 SolarMagic?技術(shù)的典型光伏系統(tǒng)：

　　該系統(tǒng)擁有由n個(gè)模塊并聯(lián)形成的兩個(gè)組列，為便于演示，圖中每個(gè)組列僅顯示3個(gè)光伏模塊，但組列通常由 5 到 12 個(gè)模塊并聯(lián)構(gòu)成以獲得 500-800V 的組列電壓。

　　組列 A 的所有模塊沒有照射失調(diào)問題，每個(gè)模塊都具有相同的特征，且照射均勻。

　　組列 B 的所有模塊由于遮蔽、定向傾斜或*了更多的灰塵而具有不同的特征或照射失調(diào)。每個(gè)模塊的輸出在 SolarMagic?優(yōu)化器（SMO）模塊的輸入點(diǎn)相連。每個(gè) SMO 的輸出采用與組列 A模塊相同的串聯(lián)方式。

　　圖 2：采用 SolarMagic 功率優(yōu)化器的光伏系統(tǒng)的簡化光伏接線圖。

　　SolarMagic?優(yōu)化器模塊具有高效集成的電源電路，采用最大限度提高各光伏模塊輸出功率的最大功率點(diǎn)算法。因此，整個(gè)組列具有相同的輸出電流，極大減少了熱斑問題和采用內(nèi)部旁路模式。每個(gè) SMO 模塊將調(diào)節(jié)其輸出電壓以符合整體的總線電壓。

　　結(jié)果是整個(gè)光伏系統(tǒng)將呈現(xiàn)具有單一最大功率點(diǎn)的 I-V 曲線，簡化中央逆變器的操作，并盡可能降低失配帶來的發(fā)電量損失。

　　下表匯總了太陽能光伏系統(tǒng)受到部分遮蔽后的現(xiàn)場測試結(jié)果，最后一列顯示了 SolarMagic技術(shù)對損失能量的補(bǔ)充百分比。