很多經(jīng)常聽到的，看似簡(jiǎn)單，又不容易說清的問題，通過本章的學(xué)習(xí)都會(huì)有明確的答案。

　　

　　1、電量

　　

　　自然界中的一切物質(zhì)都是由分子組成的，分子又是由原子組成的，而原子是由帶正電荷的原子核和一定數(shù)量帶負(fù)電荷的電子組成的。在通常情況下，原子核所帶的正電荷數(shù)等于核外電子所帶的負(fù)電荷數(shù)，原子對(duì)外不顯電性。但是，用一些辦法，可使某種物體上的電子轉(zhuǎn)移到另外一種物體上。失去電子的物體帶正電荷，得到電子的物體帶負(fù)電荷。物體失去或得到的電子數(shù)量越多，則物體所帶的正、負(fù)電荷的數(shù)量也越多。

　　

　　物體所帶電荷數(shù)量的多少用電量來表示。電量是一個(gè)物理量，它的單位是庫(kù)侖，用字母C表示。1C的電量相當(dāng)于物體失去或得到6.25×1018個(gè)電子所帶的電量。

　　

　　光伏效應(yīng)：太陽能電池的工作原理，太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在p-n結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。

　　

　　2、電流

　　

　　電荷的定向移動(dòng)形成電流。電流有大小，有方向。

　　

　　1）電流的方向：人們規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。金屬?dǎo)體中，電流是電子在導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)的作用下定向移動(dòng)的結(jié)果，電子流的方向是負(fù)電荷的移動(dòng)方向，與正電荷的移動(dòng)方向相反，所以金屬導(dǎo)體中電流的方向與電子流的方向相反。

　　

　　2）電流的大?。弘妼W(xué)中用電流強(qiáng)度來衡量電流的大小。電流強(qiáng)度就是l秒鐘通過導(dǎo)體截面的電量。電流強(qiáng)度用字母I表示，計(jì)算公式如下：

　　

　　式中I——電流強(qiáng)度，單位安培(A)；

　　

　　Q——在t秒時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)體截面的電量數(shù)，單位庫(kù)侖(C)；

　　

　　t——時(shí)間，單位秒(s)。

　　

　　實(shí)際使用時(shí)，人們把電流強(qiáng)度簡(jiǎn)稱為電流。電流的單位是安培，簡(jiǎn)稱安，用字母A表示。如果1秒內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量為1庫(kù)侖，則該電流的電流強(qiáng)度為1安培，習(xí)慣簡(jiǎn)稱電流為1安。實(shí)際應(yīng)用中，除單位安培外，還有千安(kA)、毫安(mA)和微安(μA)。

　　

　　它們之間的關(guān)系為：1kA=103A，1A=10m3A，1mA=103µA。

　　

　　電流又分正流電和交流電，太陽能組件，蓄電池等發(fā)出來的電是直流電，電流方向不變，但這種電大部分家用電器都用不了，大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫交流電，這是我們?nèi)粘Ｓ玫碾?，電流方向變化的快慢叫頻率，我國(guó)為50Hz，即每秒種變化50次，稱之為工頻，有一些國(guó)家為60Hz。再往上還有中頻和高頻。

　　

　　由交流電變成直流電叫整流，這樣的設(shè)備叫整流器，反過來，由直流電變成變流電叫逆變，這樣的設(shè)備叫逆變器。

　　

　　光伏逆變器就是把光伏組件發(fā)出來的直流電變成變流電，光伏組件如果沒有接入逆變器或者控制器，就形成不了一個(gè)回路，這時(shí)候沒有電流，只有電壓。

　　

　　3、電壓

　　

　　電壓用字母V表示，單位為伏特，電場(chǎng)力將1庫(kù)侖電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)所做的功為1焦耳，則ab間的電壓值就是1伏特，簡(jiǎn)稱伏，用字母V表示。常用的電壓?jiǎn)挝贿€有千伏(kV)，毫伏(mV)等。

　　

　　它們之間的關(guān)系為：1kV=103V，lV=103mV。

　　

　　電壓與電流相似，不但有大小，而且有方向。對(duì)于負(fù)載來說，電流流人端為正端，電流流出端為負(fù)端。電壓的方向是由正端指向負(fù)端，也就是說負(fù)載中電壓實(shí)際方向與電流方向一致。對(duì)于直流電而言，有正極和負(fù)極，電壓就是正極和負(fù)極之間的電壓差，對(duì)于三相交流電而言，有相線和零線，相線和相線之間的電壓叫線電壓，我國(guó)為380Vac，相線和零線之間的電壓叫相電壓，我國(guó)為220Vac。

　　

　　光伏組件有兩種電壓，開路電壓和工作電壓，如265W的組件，工作電壓一般為30.7V，開路電壓一般為38.2V。不同的組件電壓也不一樣，一般60片電池的組件，工作電壓一般為30V到31V之間，72片電池的組件，工作電壓一般為35V到36V之間。

　　

　　常用電壓：一般手機(jī)充電器和USB電源是5Vdc，鉛酸蓄電池有2V、6V和12V等三種規(guī)格，36Vdc以下稱為安全電壓，這個(gè)電壓范圍內(nèi)對(duì)人體沒有危害。

　　

　　我國(guó)的交流電壓分為三種，單相220V，三相380V稱為低壓，一般是家用和工商業(yè)用。三相10kV，15kV，35kV稱為中壓，110kV、220kV、330kV、500kV，1000KV稱為高壓。

　　

　　不同的國(guó)家電壓等級(jí)不一樣，如美國(guó)有110V，208V，480V等電壓等級(jí)，具體可以參考《世界各國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與逆變器的選型》這篇文章。

　　

　　光伏組件和逆變器配在一起，如果有陽光，并網(wǎng)逆變器接入電網(wǎng)，離網(wǎng)逆變器接入負(fù)載，就會(huì)有電壓和電流，形成一個(gè)回路，這時(shí)光伏組件和逆變器就形成一個(gè)電源。

　　

　　4、電源

　　

　　電源是利用非電力把正電荷由負(fù)極移到正極的，它在電路中將其他形式能轉(zhuǎn)換成電能。電動(dòng)勢(shì)就是衡量電源能量轉(zhuǎn)換本領(lǐng)的物理量，用字母E表示，它的單位也是伏特，簡(jiǎn)稱伏，用字母V表示。

　　

　　電源的電動(dòng)勢(shì)只存在于電源內(nèi)部。人們規(guī)定電動(dòng)勢(shì)的方向在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極。在電路中也用帶箭頭的細(xì)實(shí)線表示電動(dòng)勢(shì)的方向，當(dāng)電源兩端不接負(fù)載時(shí)，電源的開路電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，但二者方向相反。

　　

　　可以用測(cè)量組件電壓的辦法，來判斷組件的好壞，比如在有陽光的情況下測(cè)得組件正負(fù)極之間的電壓是35Vdc，證明組件是正常工作，如果測(cè)出來是0Vdc，則證明組件是壞的。

　　

　　電源又分為電壓源和電流源，離網(wǎng)逆變器是電壓源，其特點(diǎn)是輸出電壓保持恒定，輸出電流隨負(fù)載而變化，離網(wǎng)逆變器要配蓄電池才給正常工作，因?yàn)楣夥斎氩环€(wěn)定，負(fù)載也不穩(wěn)定，需要用蓄電池穩(wěn)定電壓，當(dāng)光伏輸入功率大于負(fù)載的功率時(shí)，多余的電能進(jìn)入蓄電池儲(chǔ)存起來，防止系統(tǒng)電壓升高，當(dāng)光伏輸入功率小于負(fù)載的功率時(shí)，不足的電能由蓄電池來補(bǔ)充，防止系統(tǒng)電壓降低。并網(wǎng)逆變器是電流源，電壓跟隨電網(wǎng)電壓，電流是跟隨陽光輻射量等因素變化而變化。

　　

　　從電源到負(fù)載，需要電纜做為導(dǎo)體來傳遞電能，由于電纜都有電阻，會(huì)產(chǎn)生電壓降，所以盡管我國(guó)低壓的單三相電壓等級(jí)是220/380V，但并網(wǎng)逆變器做為電源，其單三相輸出額定電壓為230/400V。

　　

　　5、電阻

　　

　　一般來說，導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用稱為電阻，用字母R表示。電阻的單位為歐姆，簡(jiǎn)稱歐，用字母Ω表示。如果導(dǎo)體兩端的電壓為1伏，通過的電流為1安，則該導(dǎo)體的電阻就是1歐。常用的電阻單位還有(kΩ)、兆歐(MΩ)。它們之間的關(guān)系為：1kΩ=103Ω，1MΩ=103kΩ。

　　

　　應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)指出：電阻是導(dǎo)體中客觀存在的，它與導(dǎo)體兩端電壓變化情況無關(guān)，即使沒有電壓，導(dǎo)體中仍然有電阻存在。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)溫度一定時(shí)，導(dǎo)體電阻只與材料及導(dǎo)體的幾何尺寸有關(guān)。對(duì)于二根材質(zhì)均勻、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、截面積為S的導(dǎo)體而言，其電阻大小可用下式表示：

　　

　　式中R——導(dǎo)體電阻，單位為歐(Ω)；

　　

　　L——導(dǎo)體長(zhǎng)度，單位為米(m)；

　　

　　s——導(dǎo)體截面積，單位為平方毫米(mm2)；

　　

　　ρ——電阻率，單位為歐·米(Ω·m)。

　　

　　式中電阻率是與材料性質(zhì)有關(guān)的物理量。電阻率的大小等于長(zhǎng)度為1m，截面積為1mm2的導(dǎo)體在一定溫度下的電阻值，其單位為歐米(Ω：m)。

　　

　　例如，銅的電阻率為1.7×10-8Ω·m，就是指長(zhǎng)為1m，截面積為1mm2的銅線的電阻是1.7×10-8Ω。

　　

　　銅和鋁的電阻率較小，是應(yīng)用極為廣泛的導(dǎo)電材料。以前，由于我國(guó)鋁的礦藏量豐富，價(jià)格低廉，常用鋁線作輸電線。由于銅線有更好的電氣特性，如強(qiáng)度高、電阻率小，現(xiàn)在銅制線材被更廣泛應(yīng)用。

　　

　　分布式光伏系統(tǒng)直流電纜和交流電纜一般都采用銅電線或者銅電纜。這是由于銅線內(nèi)阻少，消耗的電功也比較少。

　　

　　6、電功、電功率

　　

　　電流通過用電器時(shí)，用電器就將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能，如熱能、光能和機(jī)械能等。

　　

　　我們把電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能叫做電流做功，簡(jiǎn)稱電功，用字母W表示，電功是一個(gè)瞬時(shí)值。電壓?jiǎn)挝粸榉?，電流單位為安，電阻單位為歐，時(shí)間單位為秒，則電功單位就是焦耳，簡(jiǎn)稱焦，用字母J表示。電流在單位時(shí)間內(nèi)通過用電器所做的功稱為電功率，用字母P表示，電功率是一個(gè)帶時(shí)間軸的二維值。

　　

　　功率計(jì)算方法如下：

　　

　　直流功率=直流電壓*直流電流。單相交流功率=交流電壓*交流電流；三相交流功率=線電壓*電流*1.732，如一臺(tái)三相逆變器，輸出額定電壓是400V，輸出額定電流為64.5A，輸出功率為400*64.5*1.732，約為44.7kW。

　　

　　電功單位為焦耳，時(shí)間單位為秒，則電功率的單位就是焦耳/秒。焦耳/秒又叫瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，用字母W表示。在實(shí)際工作中，常用的電功率單位還有千瓦(kW)、毫瓦(mW)等。它們之間的關(guān)系為：1kW=103W，1W=103mW。

　　

　　1）當(dāng)用電器的電阻一定時(shí)，電功率與電流平方或電壓平方成正比。若通過用電器的電流是原來電流的2倍，則電功率就是原功率的4倍；若加在用電器兩端電壓是原電壓的2倍,則電功率就是原功率的4倍。

　　

　　2）當(dāng)流過用電器的電流一定時(shí)，電功率與電阻值成正比。對(duì)于串聯(lián)電阻電路，流經(jīng)各個(gè)電阻的電流是相同的，則串聯(lián)電阻的總功率與各個(gè)電阻的電阻值的和成正比。

　　

　　3）當(dāng)加在用電器兩端的電壓一定時(shí)，電功率與電阻值成反比。對(duì)于并聯(lián)電阻電路，各個(gè)電阻兩端電壓相等，則各個(gè)電阻的電功率與各電阻的阻值成反比。

　　

　　在實(shí)際工作中，電功的單位常用千瓦小時(shí)(kW·h)，也叫“度”。1千瓦小時(shí)是1度，它表示功率為1千瓦的用電器1小時(shí)所消耗的電能，即1kW·h=1kW×1h。