离网型光伏发电系统技术方案

离网型光伏发电系统技术方案一、系统基本原理离网型光伏发电系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离网型逆变器、直流负载和交流负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。图1离网型光伏发电系统示意图(1)太阳电池组件是太阳能供电系统中的主要部分，也是太阳能供电系统中价值最高的部件，其作用是将太阳的辐射能量转换为直流电能；(2)太阳能充放电控制器也称“光伏控制器”，其作用是对太阳能电池组件所发的电能进行调节和控制，最大限度地对蓄电池进行充电，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，光伏控制器应具备温度补偿的功能。(3)蓄电池组其主要任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。(4)离网型逆变器离网发电系统的核心部件，负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。为了提高光伏发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，逆变器的性能指标非常重要。二、主要组成部件介绍2.1太阳电池组件介绍图2硅太阳电池组件结构图太阳电池组件是将太阳光能直接转变为直流电能的阳光发电装置。根据用户对功率和电压的不同要求，制成太阳电池组件单个使用，也可以数个太阳电池组件经过串联（以满足电压要求）和并联（以满足电流要求），形成供电阵列提供更大的电功率。太阳电池组件具有高面积比功率，长寿命和高可靠性的特点，在20年使用期限内，输出功率下降一般不超过20%。图3太阳电池伏安特性一般来说，太阳电池的发电量随着日照强度的增加而按比例增加。随着组件表面的温度升高而略有下降。太阳电池组件的峰值功率Wp是指在日照强度为1000W/M2，AM为1.5，组件表面温度为25℃时的Imax×Umax的值（如上图所示）。随着温度的变化，电池组件的电流、电压、功率也将发生变化，组件串联设计时必须考虑电压负温度系数。2.2光伏控制器介绍光伏控制器主要是对太阳电池组件发出的直流电能进行调节和控制，并具有对蓄电池进行充电、放电智能管理功能，在温差较大的地方，光伏控制器应具备温度补偿的功能。根据系统的直流电压等级和太阳电池组件的功率配置合适的光伏控制器。常见的光伏控制器有DC12V、24V、48V、110V、220V不同电压等级。2.3蓄电池介绍蓄电池主要是用于储能，以便在夜间或阴雨天给负载提供电能。根据系统直流电压等级的要求来配置蓄电池的串、并联数量；尽量配置1－2组蓄电池，可选用大容量的蓄电池，常见的有12V和2V系列的蓄电池；蓄电池串并联时应遵循下列原则：同型号规格、同厂家、同批次、同时安装和使用。2.4逆变器介绍逆变器是将直流电能变换为交流电的一种电能转换装置。离网型逆变器是光伏发电系统中的重要部件之一，逆变器选型是根据负载的特性（如阻性、感性或容性）及负载功率大小进行选择的。2.5案例给河池一家用的8盏荧光灯（100W，220V交流）供电，每天工作5h，系统要求满足3个连续阴雨天使用。负载日耗电量为：100X8X5=4000W.h太阳电池组件容量计算，参考公式：P0=(P×t×Q)/(η1×T)，式中：P0——太阳电池方阵的峰值功率，单位Wp；P——负载的功率，单位W；t——负载每天的用电小时数，单位H；η1——为系统的效率（一般为0.85左右）；T——当地的日平均峰值日照时数，单位H；Q——连续阴雨期富余系数（一般为1.2～2）。通过网站查明河池的最低峰值日照为2.04。太陽組件的總功率為：P=1.43x4000w.h/2.04.9x0.9x0.9x0.9x0.9x0.8=5342w可以選用峰值功率為100w，峰值電壓為35.2v，最大工作電流為2.8mA的KJT100M型太陽電池組件。所需的太陽電池組件總數為：5342/100=53.42取54塊太陽組件串聯數為Ns=1.43x48/35.2=1.95取2塊太陽組件的並聯數為：Np=54/2=27采用2塊串聯，並聯27塊組組成的太陽電池方陣的總功率為5400（可滿足一定餘量的要求）。蓄電池的總容量計算：c=4000x3x0.9/(48x0.7x0.9x0.8)=446.47A.h選用6-CNF-120標准型鉛酸蓄電池，標准電壓為12V，標准容量為120A.h（10小時放電率）蓄電池串聯數為：48/12=4並聯數為：Np=446.47/120=3.72取4組共采用16塊，串4組，並4組的方式，留有餘量，滿足負載要求。系统监控方案介绍目前离网光伏发电系统的通讯和监控方案可采用以下几种方式：(1)RS485/232本地通讯