光伏離網系統典型設計

當今世界上還有很大一部分人生活在缺電或無電的世界中，他們居住在貧困或偏遠地區，遠離發電廠和公共電網，因為沒有電，無法享受到現代文明給生活帶來的信息和便利。光伏離網發電系統是一種獨立自給的可再生新能源供電系統，可以處理他們的基本用電問題。

典型光伏離網發電系統主要由太陽能組件，支架，太陽能控制器，離網逆變器，蓄電池，配電箱等六部分組成，太陽能組件接入到太陽能控制器后，首先滿足用戶負載使用，之后將多余的電量存儲于蓄電池中，以備夜間及陰雨天使用，當蓄電池沒電，大部分逆變器還可以支持市電輸入（或者柴油發電機）作為補充能源給負載供電。

光伏離網系統的設計不同于并網發電系統，需要考慮用戶的負載大小，日用電量，當地的氣候條件等因素，依據客戶的實際需求選擇不同設計方案，相對較為復雜，為了保證離網系統能夠可靠工作，做好前期的客戶需求調查是非常有必要的。光伏離網系統的設計，主要蘊含逆變器的選型，組件容量的設計和蓄電池容量的設計：

一．逆變器選型：依據用戶負載大小和類型確定逆變器功率

逆變器功率大小的選擇一般要不小于負載總功率，但是考慮到逆變器的使用壽命和后續擴容，提議逆變器功率需要考慮留有一定的裕量，一般為負載功率的1.2~1.5倍，另外，如果負載蘊含有類似于冰箱，空調，水泵，抽油煙機等帶電動機的感性負載（電動機的啟動功率是額定功率的3~5倍），需要把負載的啟動功率考慮進來，即負載的啟動功率要小于逆變器的最大沖擊功率。以下是逆變器的功率選擇的計算公式，供設計時參考。

二．組件容量確定：依據用戶日用電量和光照強度確定組件容量

光伏組件白天發的電一部分供給負載使用，剩下部分給蓄電池充電，到了晚上或者太陽輻射不足情況下，儲存在蓄電池的電將放電給負載使用，由此可見，在沒有市電/或者柴油機作為補充能源情況下，負載的所耗電全部來自光伏組件白天所萌生的電，考慮到不同季節，不同地區的光照強度會有差異，為了保證系統的可靠運行，光伏板的容量設計應當在光照最差的季節也能滿足需求，以下是光伏板的容量計算公式：

三．蓄電池容量確定：依據夜晚用電量或者后備時間確定電池容量

光伏離網系統的蓄電池主要用于儲能，保證在太陽輻射不足時負載還能夠正常工作。對于有緊要負載的光伏離網系統，蓄電池容量的設計需要考慮當地的最長陰雨天數。一般的光伏離網系統負載供電要求不高，考慮到系統成本原由，可以不考慮陰雨天數，只要依據實際的光照強度來調整負載的使用。另外，大部分光伏離網系統選用鉛酸蓄電池，一般取鉛酸蓄電池的放電深度為0.5-0.7，蓄電池容量的設計可以參考以下公式：

四．10kVA光伏離網系統典型設計方案

項目背景：給剛果布首都一所學校設計一套光伏離網系統滿足其日常用電。

1）項目需求調查

設計方案前期，需要做好客戶需求調查（負載信息要準確），詳盡如下：

2）逆變器選型

客戶的負載主要是教室照明，教室風扇，公共場所照明，圍墻照明以及廣播系統等，負載總功率為6.84kw，逆變器功率選擇不小于9.8kVA，可以選用晶福源ESS10K逆控一體機，輸出功率為10kVA。

3）組件容量確定

依據客戶需求調查表可以看出，學校均勻每天用電量約為61.5kWh，當地光照條件較好，按照每天4.23h的日照時間計算，組件配置1.1倍裕量，設計采用88塊270W多晶光伏組件，總功率為23.76kW，均勻每天發電100.5kwh，考慮到系統效率，一般為0.8，每天可用電80kwh。

4）蓄電池容量確定

學校的照明大部分使用時間是在晚上，考慮電池的使用壽命，應適當增加電池容量，且客戶要求的電池備用時間為2天，取電池放電深度為0.7，該項目采用110節的1000AH/2V的膠體電池串聯，總容量為220000VAH，可利用電量約為154kwh，可以滿足2天的后備時間的用電需求。

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