光伏离网系统设计思路、常见问题及解决方案-索比光伏网

在现代日常生活中，通常我们认为用电是理所当然的事情，然而，当今世界上却还有超过20亿人生活在缺电或者无电地区。以我们国家为例，由于经济发展水平的差异，西部仍有部分偏远地区的人口没有解决基本用电问题，无法享受现代文明。光伏离网发电不仅可以解决无电或者少电地区居民基本用电问题，还可以清洁高效地利用当地的可在生能源，有效解决能源和环境之间的矛盾。从目前来看，并网系统的研究已获得足够的重视，技术成熟，但离网系统还面临诸多困难，制约了光伏离网的应用和发展。

光伏离网是刚性消费需求，客户两极分化，一种是不差钱的“土豪”，最关心是系统的可靠性，主要是私人海岛业主、别墅业主、通信基站、监控系统等，另一种是偏远地区的贫困户，最关心是产品价格。从项目规模上看，一种是针对单个客户的小项目或者单个项目的小工程，另一种是针对特定人群的大项目，如国家无电地区光伏扶贫项目。离网系统对不同的客户，要采取不同的设计方案，尽量满足客户的实际需要。

晶福源公司是国内最大的光伏离网逆变器厂家，每年出货的离网逆变器超过5万多套，占全国总量60%以上，笔者从事光伏离网系统售前技术支持和售后安装指导工作，先后设计过1000多套离网系统，现场调试过100多套系统，并参观过100多家离网电站，从中总结出一些经验，仅各位参考。

光伏离网发电系统主要由光伏组件，支架，控制器，逆变器，蓄电池以及配电系统组成。系统电气方案设计，主要考虑组件，逆变器（控制器），蓄电池的选型和计算。设计之前，前期工作要做好，需要先了解用户安装地点的气候条件，负载类型和功率；白天和晚上的用电量，当然，用户的预算和经济情况也要了解清楚，光伏离网系统，用电是靠天气，没有100%的可靠性，这一点一定要和客户讲清楚。知道以上这些情况，就可以开始做设计了。

光伏离网系统设计三大原则

1、根据用户的负载类型和功率确认离网逆变器的功率，家用负载一般分为感性负载和阻性负载，洗衣机、空调、冰箱、水泵、抽油烟机等带有电动机的负载是感性负载，电动机启动功率是额定功率的5-7倍，在计算逆变器的功率时，要把这些负载的启动功率考虑进去。逆变器的输出功率要大于负载的功率。对于监控站，通信站等要求严格的场合，输出功率是按所以的负载功率之和。但对于一般贫困家庭而言，考虑到所有的负载不可能同时开启，为了节省成本，可以在负载功率之和乘以0.7-0.9的系数。并不是每一个客户都会对负载功率很清楚，下面的列表是常用家用电器的功率，供设计时参考。

2、根据用户每天的用电量确认组件功率。组件的设计原则是要满足平均天气条件下负载每日用电量的需求，也就是说太阳能电池组件的全年发电量要等于负载全年用电量。因为天气条件有低于和高于平均值的情况，太阳能电池组件设计的基本满足光照最差季节的需要，就是在光照最差的季节蓄电池也能够基本上天天充满电。但在有些地区，最差季节的光照度远远低于全年平均值，如果还按最差情况设计太阳能电池组件的功率，那么在一年中的其他时候发电量就会远远超过实际所需，造成浪费。这时只能考虑适当加大蓄电池的设计容量，增加电能储存，使蓄电池处于浅放电状态，弥补光照最差季节发电量的不足对蓄电浊造成的伤害。组件的发电量并不能完全转化为用电，还要考虑控制器的效率和机器的损耗以及蓄电池的损耗，太阳能控制器有PWM和MPPT两种类型，PWM控制器效率约85%，输入电压范围比较窄，但价格比较低，MPPT控制器效率约95%，价格比较高。蓄电池在充放电过程中，也会有10-15%的损耗。离网系统可用的电量=组件总功率*太阳能发电平均时数*控制器效率*蓄电池效率。

有一些离网用户，没有装过电表，对自己的用电情况不是十分清楚，还有一些离网系统，是新建的，这时就需要去估算每天的用电量，对于灯泡、电风扇、电吹风这样的负载，用电量等于功率乘以时间；但空调，冰箱这样的负载，是间隙性工作的，电视，电脑，音响这样的负载，工作时很少在满功率状态，计算电量时，就要综合考虑了。

空调是家用电器耗电量最大的负载，1匹空调的电功率是735W，也就是说1小时满负荷运行消耗0.735度电，空调还有一个指标“制冷量”，单位也是W，1匹空调制冷量约2300W，空调的耗电和室内外温度差，房间面积，空调的能效率有很大关系，1台1P的空调，晚上用8小时，耗电1-5度不等。

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光伏离网离网系统蓄电池

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