離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

一、系統(tǒng)基本原理離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于偏僻山區(qū)、無電區(qū)、海島、通訊基站和路燈等應(yīng)用場所。系統(tǒng)一般由太陽電池組件組成的光伏方陣、太陽能充放電控制器、蓄電池組、離網(wǎng)型逆變器、直流負(fù)載和交流負(fù)載等構(gòu)成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，通過太陽能充放電控制器給負(fù)載供電，同時給蓄電池組充電；在無光照時，通過太陽能充放電控制器由蓄電池組給直流負(fù)載供電，同時蓄電池還要直接給獨(dú)立逆變器供電，通過獨(dú)立逆變器逆變成交流電，給交流負(fù)載供電。

圖1 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖

(1)太陽電池組件

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

(2)太陽能充放電控制器

也稱“光伏控制器”，其作用是對太陽能電池組件所發(fā)的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，最大限度地對蓄電池進(jìn)行充電，并對蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。在溫差較大的地方，光伏控制器應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋?/p>

(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(fù)載用電。

(4)離網(wǎng)型逆變器

離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，負(fù)責(zé)把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交流負(fù)荷使用。為了提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體性能，保證電站的長期穩(wěn)定運(yùn)行，逆變器的性能指標(biāo)非常重要。

二、主要組成部件介紹

2.1太陽電池組件介紹

圖2 硅太陽電池組件結(jié)構(gòu)圖

太陽電池組件是將太陽光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿年柟獍l(fā)電裝置。根據(jù)用戶對功率和電壓的不同要求，制成太陽電池組件單個使用，也可以數(shù)個太陽電池組件經(jīng)過串聯(lián)（以滿足電壓要求）和并聯(lián)（以滿足電流要求），形成供電陣列提供更大的電功率。太陽電池組件具有高面積比功率，長壽命和高可靠性的特點(diǎn)，在20年使用期限內(nèi)，輸出功率下降一般不超過20%。

圖3太陽電池伏安特性

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

隨著溫度的變化，電池組件的電流、電壓、功率也將發(fā)生變化，組件串聯(lián)設(shè)計(jì)時必須考慮電壓負(fù)溫度系數(shù)。

2.2光伏控制器介紹

光伏控制器主要是對太陽電池組件發(fā)出的直流電能進(jìn)行調(diào)節(jié)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(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋?/p>

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

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