独立光伏系统的典型结构如图2-24所示。由于环境因素的影响，光伏阵列发出的电能是波动的，不能直接提供给负载使用，因此需要在光伏阵列和负载之间加入能量优化控制器。能量优化控制器要具有最大功率点跟踪的功能。为了使负载获得稳定的能量，独立光伏系统必须配备储能组件。当光伏阵列发出的电能超过负载需求时，多余能量可存储在储能组件中；当光伏阵列发出的电能不能满足负载需求时，储能组件作为补充能源向负载供电。储能组件与能量优化控制器需要联合控制，既需要实现最大功率点跟踪，又要能获得输出稳定的直流电源（即恒压源或恒流源）。
图2-24 独立光伏系统原理示意图
光伏阵列在经过能量优化控制器和储能组件的联合控制后，得到稳定的直流输出（一般为电压源）。该电源可以直接提供给直流负载，也可以经逆变器转换为交流电提供给交流负载。
光伏系统中的储能组件可以采用多种设备。目前，最常用的储能组件就是蓄电池。此外，超级电容、超导线圈以及飞轮都可以作为储能组件。光伏系统还可以使用扬水蓄能设备作为储能组件，即所谓光伏水泵。光伏水泵已经在偏远地区推广使用。(www.xing528.com)
由于光伏系统不能获得连续的功率输出（比如夜间或阴雨天气，就几乎没有有效的功率输出），因此单一能源的光伏系统应用受到了限制。将光伏电池与其他能源形式联合起来供电成为了一种趋势。图2-25所示是由小型直流风力发电机与光伏电池构成小型风光互补发电系统，可用于公路照明系统。
在图2-25中，已经包含两种能源种类和能量来源，也出现了公共的直流母线，因此广义地说这种小型风光互补发电系统已经构成了一个微型分布式发电系统。当然这种小型风光互补发电系统的结构简单、容量较小，不必要按大型发电系统进行相关评估和设计，所以在习惯上把图2-25这种发电系统仍称为独立运行发电系统。
图2-25 小型风光互补发电系统原理示意图
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