離網型光伏發電系統設計方案

一、系統基本原理離網型光伏發電系統廣泛應用于偏僻山區、無電區、海島、通訊基站和路燈等應用場所。系統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能轉換為電能，通過太陽能充放電控制器給負載供電，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載供電，同時蓄電池還要直接給獨立逆變器供電，通過獨立逆變器逆變成交流電，給交流負載供電。

圖1 離網型光伏發電系統示意圖

(1)太陽電池組件

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

(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的電能進行調節和控制，最大限度地對蓄電池進行充電，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。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

其主要任務是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負載用電。

(4)離網型逆變器

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

二、主要組成部件介紹

2.1太陽電池組件介紹

圖2 硅太陽電池組件結構圖

太陽電池組件是將太陽光能直接轉變為直流電能的陽光發電裝置。根據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，也可以數個太陽電池組件經過串聯（以滿足電壓要求）和并聯（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，在20年使用期限內，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，太陽電池的發電量隨著日照強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、功率也將發生變化，組件串聯設計時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電池組件發出的直流電能進行調節和控制，并具有對蓄電池進行充電、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。