離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統設計方案

一、系統基本原理離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統廣泛應用于偏僻山區、無(wú)電區、海島、通訊基站和路燈等應用場(chǎng)所。系統一般由太陽(yáng)電池組件組成的光伏方陣、太陽(yáng)能充放電控制器、蓄電池組、離網(wǎng)型逆變器、直流負載和交流負載等構成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽(yáng)能轉換為電能，通過(guò)太陽(yáng)能充放電控制器給負載供電，同時(shí)給蓄電池組充電；在無(wú)光照時(shí)，通過(guò)太陽(yáng)能充放電控制器由蓄電池組給直流負載供電，同時(shí)蓄電池還要直接給獨立逆變器供電，通過(guò)獨立逆變器逆變成交流電，給交流負載供電。

圖1 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統示意圖

(1)太陽(yáng)電池組件

太陽(yáng)電池組件是太陽(yáng)能供電系統中的主要部分，也是太陽(yáng)能供電系統中價(jià)值最高的部件，其作用是將太陽(yáng)的輻射能量轉換為直流電能；

(2)太陽(yáng)能充放電控制器

也稱(chēng)“光伏控制器”，其作用是對太陽(yáng)能電池組件所發(fā)的電能進(jìn)行調節和控制，最大限度地對蓄電池進(jìn)行充電，并對蓄電池起到過(guò)充電保護、過(guò)放電保護的作用。在溫差較大的地方，光伏控制器應具備溫度補償的功能。

(3)蓄電池組

其主要任務(wù)是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負載用電。

(4)離網(wǎng)型逆變器

離網(wǎng)發(fā)電系統的核心部件，負責把直流電轉換為交流電，供交流負荷使用。為了提高光伏發(fā)電系統的整體性能，保證電站的長(cháng)期穩定運行，逆變器的性能指標非常重要。

二、主要組成部件介紹

2.1太陽(yáng)電池組件介紹

圖2 硅太陽(yáng)電池組件結構圖

太陽(yáng)電池組件是將太陽(yáng)光能直接轉變?yōu)橹绷麟娔艿年?yáng)光發(fā)電裝置。根據用戶(hù)對功率和電壓的不同要求，制成太陽(yáng)電池組件單個(gè)使用，也可以數個(gè)太陽(yáng)電池組件經(jīng)過(guò)串聯(lián)（以滿(mǎn)足電壓要求）和并聯(lián)（以滿(mǎn)足電流要求），形成供電陣列提供更大的電功率。太陽(yáng)電池組件具有高面積比功率，長(cháng)壽命和高可靠性的特點(diǎn)，在20年使用期限內，輸出功率下降一般不超過(guò)20%。

圖3太陽(yáng)電池伏安特性

一般來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)電池的發(fā)電量隨著(zhù)日照強度的增加而按比例增加。隨著(zhù)組件表面的溫度升高而略有下降。太陽(yáng)電池組件的峰值功率Wp是指在日照強度為1000W/M2,AM為1.5，組件表面溫度為25℃時(shí)的Imax*Umax的值（如上圖所示）。

隨著(zhù)溫度的變化，電池組件的電流、電壓、功率也將發(fā)生變化，組件串聯(lián)設計時(shí)必須考慮電壓負溫度系數。

2.2光伏控制器介紹

光伏控制器主要是對太陽(yáng)電池組件發(fā)出的直流電能進(jìn)行調節和控制，并具有對蓄電池進(jìn)行充電、放電智能管理功能，在溫差較大的地方，光伏控制器應具備溫度補償的功能。

根據系統的直流電壓等級和太陽(yáng)電池組件的功率配置合適的光伏控制器。

常見(jiàn)的光伏控制器有DC12V、24V、48V、110V、220V不同電壓等級。