光伏離網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路、常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

....光伏離網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路、常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案光伏離網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路、常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案在現(xiàn)代日常生活中，通常我們認(rèn)為用電是理所固然的事情，20億人生活在缺電或者無(wú)電地區(qū)。以我們國(guó)家為例，由于經(jīng)濟(jì)進(jìn)展水平的差異，西部仍有局部偏遠(yuǎn)地區(qū)的人口沒(méi)有解決根本用電問(wèn)題，無(wú)法享受現(xiàn)代文明。光伏離網(wǎng)發(fā)電不僅可以解決無(wú)電或者少電地區(qū)居民根本用電問(wèn)題，還可以清潔高效地利用當(dāng)?shù)氐目稍谏茉?，有效解決能源和環(huán)境之間的沖突。從目前來(lái)看，并網(wǎng)系統(tǒng)的爭(zhēng)論已獲得足夠的重視，技術(shù)成熟，但離網(wǎng)系統(tǒng)還面臨諸多困難，制約了光伏離網(wǎng)的應(yīng)用和進(jìn)展。光伏離網(wǎng)是剛性消費(fèi)需求，客戶兩極分化，一種是不差錢(qián)的別墅業(yè)主、通信基站、監(jiān)控系統(tǒng)等，另一種是偏遠(yuǎn)地區(qū)的貧困戶，最關(guān)心是產(chǎn)品價(jià)格。從工程規(guī)模上看，一種是針對(duì)單個(gè)客戶的小工程或者單個(gè)工程的小工程，另一種是針對(duì)特定人群的大工程，如國(guó)家無(wú)電地區(qū)光伏扶貧工程。離網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)不同的客戶，要實(shí)行不同的設(shè)計(jì)方案，盡量滿足客戶的實(shí)際需要。晶福源公司是國(guó)內(nèi)最大的光伏離網(wǎng)逆變器廠家，每年出貨的離網(wǎng)逆變器超過(guò)5萬(wàn)多套，占全國(guó)總量60%以上，筆者從事光伏離網(wǎng)系統(tǒng)售前技術(shù)支持和售后安裝指導(dǎo)工作，先后設(shè)計(jì)過(guò)1000多套離網(wǎng)系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過(guò)100多套系統(tǒng)，并參觀過(guò)100多家離網(wǎng)電站，從中總結(jié)出一些閱歷，僅各位參考。蓄電池以及配電系統(tǒng)組成。系統(tǒng)電氣方案設(shè)計(jì)，主要考慮組件，逆變器〔掌握器前期工作要做好，需要先了解用戶安裝地點(diǎn)的氣候條件，負(fù)載類(lèi)型和功率；白天和晚上的用電量，固然，用戶的預(yù)算和經(jīng)濟(jì)狀況也要了解清楚，光伏離網(wǎng)系統(tǒng)，用電是靠天氣，沒(méi)100%的牢靠性，這一點(diǎn)肯定要和客戶講清楚。知道以上這些狀況，就可以開(kāi)頭做設(shè)計(jì)了。光伏離網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)三大原則1、依據(jù)用戶的負(fù)載類(lèi)型和功率確認(rèn)離網(wǎng)逆變器的功率，家水泵、抽油煙機(jī)等帶有電動(dòng)機(jī)的負(fù)載是感性負(fù)載，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)功率是額定功率的5-7倍，在計(jì)算逆變器的功率時(shí)，要把這些負(fù)載的啟動(dòng)功率考慮進(jìn)去。逆變器的輸出功率要大于負(fù)載的功率。對(duì)于監(jiān)控站，通信站等要求嚴(yán)格的場(chǎng)合，輸出功率是按所以的負(fù)載功率之和。但對(duì)于一般貧困家庭而言，考慮到全部的負(fù)載不行能同時(shí)開(kāi)啟，為了節(jié)約本錢(qián)，可以在負(fù)載功率之和乘以0.7-0.9載功率很清楚，下面的列表是常用家用電器的功率，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。2、依據(jù)用戶每天的用電量確認(rèn)組件功率。組件的設(shè)計(jì)原則是要滿足平均天氣條件下負(fù)載每日用電量的需求，也就是說(shuō)太陽(yáng)能電池組件的全年發(fā)電量要等于負(fù)載全年用電量。由于天氣條件有低于和高于平均值的狀況，太陽(yáng)能電池組件設(shè)計(jì)的根本滿足光照最差季節(jié)的需要，就是在光照最差的季節(jié)蓄電池也能夠根本上每天布滿電。但在有些地區(qū)，最差季節(jié)的光照度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全年平均值，假設(shè)還按最差狀況設(shè)計(jì)太陽(yáng)能電池組件的功率，那么在一年中的其他時(shí)候發(fā)電量就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)實(shí)際所需，造成鋪張。這時(shí)只能考慮適當(dāng)加大蓄電池的設(shè)計(jì)容量，增加電能儲(chǔ)存，使蓄電池處于淺放電狀態(tài)，彌補(bǔ)光照最差季節(jié)發(fā)電量的缺乏對(duì)蓄電濁造成的損害。組件的發(fā)電量并不能完全轉(zhuǎn)化為用電，還要考慮掌握器的效率和機(jī)器的損耗以及蓄電池的損耗，太陽(yáng)能掌握器有PWM和MPPT兩種類(lèi)型，PWM掌握器效率約85%，輸入電壓范圍比較窄，但價(jià)格比較低，MPPT95%，價(jià)格比較高。蓄10-15%的電量=組件總功率*太陽(yáng)能發(fā)電平均時(shí)數(shù)*掌握器效率*蓄電池效率。有一些離網(wǎng)用戶，沒(méi)有裝過(guò)電表，對(duì)自己的用電狀況不是十分清楚，還有一些離網(wǎng)系統(tǒng)，是建的，這時(shí)就需要去估算每天的用電量，對(duì)于燈泡、電風(fēng)扇、電吹風(fēng)這樣的負(fù)載，用電量等于功率乘以時(shí)間；但空調(diào)，冰箱這樣的負(fù)載，是間隙性工作的，電視，電腦，音響這樣的負(fù)載，工作時(shí)很少在滿功率狀態(tài)，計(jì)算電量時(shí)，就要綜合考慮了?？照{(diào)是家用電器耗電量最大的負(fù)載，1匹空調(diào)的電功率是735W，也就是說(shuō)1小時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)行消耗0.735度電，空調(diào)還有一個(gè)指標(biāo)“制冷量”，單位也是W，1匹空調(diào)制冷量約2300W，空調(diào)的耗電和室內(nèi)外溫度差，房間面積，空調(diào)的能效率有很大關(guān)系，11P8小時(shí)，耗電1-5度不等。3、依據(jù)用戶晚上用電量或者期望待機(jī)時(shí)間確定蓄電池容量。蓄電池的任務(wù)是在太陽(yáng)能輻射量缺乏時(shí)，保證系統(tǒng)負(fù)載的正常用電。對(duì)于重要的負(fù)載，要能在幾天內(nèi)保證系統(tǒng)的正常工作，要考慮連續(xù)陰雨天數(shù)。對(duì)于一般的負(fù)載如太陽(yáng)能路燈等2～3天內(nèi)選取。重要的負(fù)載如通信、3～7天內(nèi)選取。另外還要考慮光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝地點(diǎn)，假設(shè)在偏遠(yuǎn)的地方，蓄電池容量要設(shè)計(jì)得較大，由于維護(hù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)就需要很長(zhǎng)時(shí)間。實(shí)際應(yīng)用中，有的移動(dòng)通信基站由于山高路遠(yuǎn)，去一次很不便利，除了配置正常蓄電池組外，還要配備一組備用蓄電池組，對(duì)于一般貧困家庭而言，主要考慮價(jià)格，則不用考慮陰雨天，選擇負(fù)載時(shí)，盡量使用節(jié)能設(shè)備，如LED燈，變頻空調(diào)。蓄電池的設(shè)計(jì)主要包括蓄電池容量的設(shè)計(jì)計(jì)算和蓄電池組串并聯(lián)組合的設(shè)計(jì)。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，大局部使用的都是鉛酸蓄電池，考慮到電池的壽命，一般取放電深度為0.5-0.7之間。蓄電池設(shè)計(jì)容量=〔負(fù)載日均用電量*連續(xù)陰雨天數(shù)〕/蓄電池放電深度。離網(wǎng)用戶的需求是多種多樣的，依據(jù)用戶的要求設(shè)計(jì)光伏系統(tǒng)。這時(shí)候就要敏捷處理，不肯定要按上述的原則去設(shè)計(jì)，例如有一個(gè)客戶，家里有6260W的組件，要做一套光伏10KW，一天的用電量是20-30度，假設(shè)只有這1.56KW組件，根本沒(méi)有方法滿足客戶的用電量要求，這時(shí)候就可以考慮滿足客戶一局部負(fù)載的需求，經(jīng)計(jì)算組件一天能發(fā)5度電，承受3.0KVA的離網(wǎng)逆變器，4塊12V150Ah的蓄電池，輸出接一晚上假設(shè)還有電，也可以單獨(dú)接一臺(tái)空調(diào)。對(duì)于針對(duì)特定人群的大工程，由于每個(gè)用戶狀況不一樣，無(wú)法滿足全部的需求，這時(shí)候就要綜合考慮。一般狀況下，是取一個(gè)平均值，如解決我國(guó)西部無(wú)電地區(qū)用電問(wèn)題的光伏工程，一般牧民家庭，承受2250W的組件，一個(gè)500VA的離網(wǎng)逆變一體機(jī)，212V150AH的蓄電池，每天能發(fā)2.56000元左右，可滿足電視機(jī)、小型電冰箱、DVD機(jī)、節(jié)能燈等電器的用電需求。重量比較輕，便利移動(dòng)。在四川甘孜州某光伏扶貧工程中，承受中功率離網(wǎng)系統(tǒng)，8250W的組件，3KVA的離網(wǎng)逆變一體機(jī)，4節(jié)12V200AH8-10DVD1P由于系統(tǒng)總體發(fā)電量高，可以支持更多的家用電器設(shè)備，生活質(zhì)量得到提高。光伏離網(wǎng)系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題：設(shè)計(jì)光伏離網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，要敏捷處理，不要拘泥于某一個(gè)固定公式。光伏離網(wǎng)系統(tǒng)不能解決全部的用電問(wèn)題，遇到多個(gè)連續(xù)陰雨天，只能省著用電。離網(wǎng)逆變器沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，也不需要強(qiáng)制認(rèn)證，市面上的產(chǎn)品良莠不齊，產(chǎn)品質(zhì)量和價(jià)格相差很大，大家在選購(gòu)離網(wǎng)逆變器時(shí)，請(qǐng)認(rèn)準(zhǔn)：“晶福源”或者“JFY”商標(biāo)。遇到假貨或者劣質(zhì)產(chǎn)品要準(zhǔn)時(shí)投訴或者報(bào)警。1、組件，逆變器，蓄電池設(shè)計(jì)時(shí)要匹配，任何一個(gè)都不能過(guò)大或者過(guò)小，手設(shè)計(jì)時(shí)，常常會(huì)把用電量計(jì)算過(guò)大，如1P空調(diào)運(yùn)行12小時(shí)，算成10度電，300W的冰箱運(yùn)行24小時(shí)，算成7.2度電，造成蓄電池容量過(guò)大，系統(tǒng)本錢(qián)過(guò)高。2天時(shí)間就給能布滿。2、光伏離網(wǎng)系統(tǒng)輸出連接負(fù)載，每個(gè)逆變器輸出端電壓和電流相位和幅值都不一樣，逆變器不支持輸出端并聯(lián)。不要把逆變器輸出端接在一起。3、負(fù)載是電梯之類(lèi)的負(fù)載不能直接和逆變器輸出端相連接，由于電梯在下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)入逆變器時(shí)，對(duì)逆變器有損壞。假設(shè)必需要用離網(wǎng)系統(tǒng)，建議在逆變器和電梯電動(dòng)機(jī)之間加一個(gè)變頻器。4、帶市電互補(bǔ)輸入的光伏微網(wǎng)系統(tǒng)，組件的絕緣要做好，假設(shè)組件對(duì)地有漏電流，會(huì)傳到市電，引起市電的漏電開(kāi)關(guān)跳閘。5、組件的電壓和蓄電池的電壓要匹配，PWM型掌握器太陽(yáng)能組件和蓄電池之間通過(guò)一個(gè)電子開(kāi)關(guān)相連接，中間沒(méi)有電感等裝置，組件的電壓是蓄電池的電壓1.2-2.024V30-50V之間，MPPT掌握器，中間有一個(gè)功率開(kāi)關(guān)管和電感等電路，組件的電壓是蓄電池的電壓1.2-3.524V30-90V之間。6、組件的輸出功率和掌握器的功率要相近，如一個(gè)48V30A1440VA1500W左右。選擇掌握器時(shí)，先看蓄電池的電壓，再用組件功率除以蓄電池的電壓，就是掌握器的輸出電流。70.1C-0.2C0.3C，例如1節(jié)鉛酸蓄電池HA到之間，最大不能超過(guò)60A；蓄電池的放電電流一般為0.2C-0.5C，最大不超過(guò)1C，1節(jié)12V200AH鉛酸蓄電池，輸出最大功率不超過(guò)2400W，不同的廠家，不同的型號(hào)，具體的數(shù)值也不一樣，設(shè)計(jì)時(shí)