离网型光伏发电系统

离网(独立)-型光伏发电系统设计与简易计算方法乛、離网(独立) 型光伏发电系统 (一) 前言：光伏发电系统的设计与计算涉及的影响因素较多，不仅与光伏电站所在地区的光照条件、地理位置、气侯条件、空气质量有关，也与电器负荷功率、用电时间有关，还与需要確保供电的阴雨天数有关，其它尚与光伏组件的朝向、倾角、表面清洁度、环境温度等等因素有关。

而这些因素中，例如光照条件、气候、电器用电状况等主要因素均极不稳定，因此严格地讲，離网光伏电站要十分严格地保持光伏发电量与用电量之间的始终平衡是不可能的。

離网电站的设计计算只能按统计性数据进行设计计算，而通过蓄电池电量的变化调节两者的不平衡使之在发电量与用电量之间达到统计性的平衡。

(二) 设计计算依椐：光伏二 河北西北部、山西北部、内5852-66801625-1855 3000-3200 16.0-18.3 8.2-8.7 4.5-5.1电站所在地理位置(緯度)、年平蒙南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部、新疆西部均光辐射量F或年平均每日辐射量三山东、河南、5016-5851393-1622200-30013.7-16.06.0-8.2 3.8-4.5河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、江苏北部、安徽北部、台湾西南部250四湖南、湖北、广西、江西、淅江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、4190-50161163-13931400-22011.5-13.73.8-6.0 3.2-3.8台湾东北部五四川、贵州3344-4190928-11631000-1409.16-11.52.7-3.8 2.5-3.2注：1)1 kwh=3.6MJ；亻2)f=F(MJ/m2 )/365天；3)h=H/365天；4) h1=F(KWh)/365(天)/1000(kw/m2 ) (小时) ；3) 5)表中所列为各地水平面上的辐射量，在倾斜光伏组件上的辐射量比水平面上辐射量多。

新型离网光伏发电系统方案设计
一、研究背景
随着经济发展的加快，人们对能源的依赖也不断增加，其中电能的消
耗量不断增加，光伏发电作为可再生能源之一的优势越发凸显，越来越多
的人们开始重视这种可再生能源，认识到其能源的优势。

但是，传统的光
伏发电受电网接入限制，受地形和电网规划条件限制，导致很多人无法使
用这种技术，自给自足受到困扰，电力不足。

考虑到这个问题，研究开发
出离网光伏发电系统，从而解决用户的能源问题，真正实现自主发电，自
给自足，这是本文的研究背景。

二、研究内容
离网光伏发电系统是一种能够在电网外发电的能源系统。

它采用太阳
能转换成电能，利用电池存储电能，控制器调节发电，实现自主发电，解
决用户的电力不足问题。

本文针对此研究，主要是对其方案的设计，进行
如下研究内容：
1.在分析当地的气候条件，计算出需要的光伏发电系统容量，以便确
定所需的光伏发电系统组件的总容量；
2.确定系统组件的类型，并从技术性能，可靠性等方面考虑进行选型；
3.计算系统的配置，将系统组件分配到各个分支，达到最佳的配置；
4.计算系统指标。

离网型光伏发电系统设计方案一、引言离网型光伏发电系统是指将光伏发电系统与电网完全隔离，并通过储能设备储存电能，提供给用户使用。

光伏发电系统通过太阳能板将太阳能转换为直流电能，再经过逆变器将直流电转换为交流电，供电给用户使用。

在无法接入传统电网的地区或需要独立供电的应用场景中，离网型光伏发电系统具有广泛的应用前景。

二、系统组成1.光伏电池组：光伏电池组是光伏发电系统的核心部件，由多个太阳能电池板组成。

太阳能板能够将阳光转化为直流电能，为系统提供能源。

2.充放电控制器：充放电控制器主要负责对光伏电池组进行控制和管理，确保系统的充电和放电过程稳定。

充放电控制器还可监测电池组的电压、电流和温度等参数，以提高系统的安全性和效率。

3.储能设备：储能设备是离网型光伏发电系统的关键组成部分，用于储存多余的电能，并在需要时释放。

常见的储能设备包括蓄电池、超级电容、储氢罐等。

蓄电池是较常用的储能设备，能够将电能长时间存储，并通过逆变器将储存的直流电转换为交流电。

4.逆变器：逆变器是将光伏电池组输出的直流电转换为交流电的关键设备。

逆变器可以将直流电的电压和频率转换为符合用户需求的交流电。

三、系统设计1.太阳能资源评估：根据光照强度和日照时间等要素，评估系统所处地区可利用的太阳能资源。

通过太阳能资源评估，确定光伏电池组的组件类型和数量，以及逆变器的容量。

2.负载需求分析：根据用户的用电需求，确定系统的负载容量和负载类型。

负载需求的分析包括负载功率和运行时间的估算。

对于不同类型的负载，可以分配不同的储能容量。

3.储能容量设计：储能容量的设计需要考虑系统的负载需求和太阳能资源。

通过计算所需的电能储存量，确定储能设备的容量。

储能设备的容量应能满足负载的用电需求，并在连续阴天等情况下保证供电稳定。

4.系统可靠性设计：离网型光伏发电系统的可靠性设计是确保系统正常运行的重要因素。

采用双冗余设计可以提高系统的可靠性，例如采用多组光伏电池板、多台储能设备和逆变器等。

离网型光伏发电系统设计方案
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
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。

光伏发电系统由哪些部分构成？其作用分别是什么？光伏发电系统由哪些部分构成,其作用分别是什么,离网型光伏发电系统组成:典型的光伏发电系统主要由光伏阵列、充放电控制器、储能装备或逆变器、负载等组成。

其构成如图所示。

光照射到光伏阵列上，光能转变成电能，光伏阵列的输出电流由于受环境影响，因此是不稳定的，需要经过DC-DC转换器将其转变成稳定的电流后，才能加载到蓄电池上，对蓄电池充电，蓄电池再对负载供电。

如果是并网售电，则不需要蓄电池，而是通过并网逆变器，将直流电流转换成交流电流，并到电网上进行出售。

也就是说，离网型光伏发电系统必须使用到蓄电池储能，而并网型则不一定需要。

控制系统对光伏阵列的输出电压和电流进行实时采样，判断光伏发电系统是否工作在最大功率点上，然后根据跟踪算法，改变PWM信号的占空比，进而控制光伏阵列的输出电压使其工作点向最大功率点逼近。

在蓄电池过充过放控制模块中，当蓄电池电压充电或放电到一定的设定值后，就会自动关闭或打开。

光伏阵列组件光伏发电系统利用以光电效应原理制成的光伏阵列组件将太阳能直接转换为电能。

光伏电池单体是用于光电转换的最小单元，一个单体产生的电压大约为0.45V，工作电流约为20~25mA/cm2，将光伏电池单体进行串、并联封装后，就成了光伏电池阵列组件。

当受到光线照射的太阳能电池接上负载时，光生电流流经负载，并在负载两端建立起端电压，这时太阳能电池的工作情况可以用下图所示的太阳能电池负载特性曲线来表示。

它表明在确定的日照强度和温度下，光伏电池的输出电压和输出电流以及输出功率之间的关系，简称I-V特性和P-V特性。

从图中可以看出，光伏发电系统的特性曲线具有强烈的非线性，既非恒压源也非恒流源。

从其P-V特性曲线可以看出，在日照强度一定的前提下，其输出功率近似于一个开口向下的抛物线。

该抛物线顶点对应的功率即为该日照强度下的P-V曲线的最大功率点，对应的电压称为最大功率点电压。

为了提高光伏发电系统的转化效率，就必须使系统保持运行在P-V曲线最大功率点附近。

小型离网光伏发电系统逆变器的研制1. 本文概述随着全球对可再生能源的需求不断增长，光伏发电系统作为其中一种重要的能源形式，正受到越来越多的关注。

在众多光伏发电系统中，小型离网光伏发电系统因其安装灵活、维护简便等优点，被广泛应用于偏远地区、户外活动以及紧急电源供应等领域。

小型离网光伏发电系统的核心组件——逆变器，其性能的优劣直接影响到整个系统的效率和稳定性。

本文旨在研制一种高效、稳定的小型离网光伏发电系统逆变器。

通过对现有逆变器技术的深入分析，明确了当前逆变器在小型离网光伏系统中存在的问题和挑战。

接着，本文提出了一种新型的逆变器设计方案，该方案在提升转换效率、降低能耗、增强系统稳定性等方面具有显著优势。

本文的主要内容包括：逆变器的工作原理和关键技术研究、新型逆变器的设计与实现、以及逆变器的性能测试与分析。

通过这些研究，本文不仅为小型离网光伏发电系统提供了一种高效的逆变器解决方案，而且也为逆变器技术的进一步发展提供了新的思路和方向。

2. 文献综述小型离网光伏发电系统作为可再生能源利用的重要组成部分，在全球范围内得到了广泛的关注和发展。

逆变器作为该系统中的核心组件，负责将光伏板产生的直流电转换为交流电，以供家庭或小型社区使用。

随着技术的进步，逆变器的设计和效率成为研究的热点。

过去几年，研究人员在逆变器效率提升方面取得了显著进展。

高效能的半导体材料如硅碳(SiC)和氮化镓(GaN)的使用，显著降低了逆变器的能量损耗。

新型拓扑结构和控制策略也被提出以优化逆变器性能。

离网光伏系统通常安装在偏远地区，因此逆变器的长期稳定运行至关重要。

文献中对于提高逆变器在高温、潮湿等恶劣环境下的可靠性进行了广泛研究，包括热管理技术、故障诊断和预测维护等方面。

随着智能电网的发展，逆变器在电网交互方面的作用日益重要。

研究集中在逆变器的电网支持功能，如频率和电压调节，以及与储能系统的集成。

尽管在逆变器技术上取得了进步，但仍存在一些挑战。

1、离网太阳能发电系统2、客户需求4KW交流水泵,每天工作一小时，2—3天阴雨天，纯离网系统。

3太阳能供电系统:3。

1太阳能发电系统原理图4.系统配置与参考价格太阳能电池组件高效晶硅电池组件200Wp*8=1.6KWp蓄电池太阳能专用蓄电池12V150AH * 8pcs，（14.4度电。

可以满足4KW负载工作1小时，三天用电量)控制器48V 50A*1pcs逆变器48V6KW*1pcs纯正弦波逆变器，满足4KW水泵工作，wire 4mm2×1 , 太阳能专用光伏支架光伏专用支架Q235钢材热镀锌工作温度—30℃─50℃参考报价RMB: 元报价有效期30天付款方式预付货款的50％作为定金,余款发货前付清.交货时间收到定金后15—30天。

分项成本（RMB：元)1、光伏组件：36V200Wp8pcs＊8 1。

6KW 5760。

002、48V50A充电控制、48V6KW纯正弦波逆变一体机：95003、蓄电池：12V 150Ah 8pcs 83504、支架：1000.00注：1。

本预算为概算。

具体价格需等方案及具体配置确定后才能决定。

2。

此报价为主要材料税前报价，不包括运费、安装费及基础施工费；3、由于水泵属于动力元件，开启的瞬间需要额定功率3——5倍的电量，否则水泵是没办法启动的，所以对逆变器要求很高，同样造价也偏高。

5.离网型供电方案多年的开发设计经验，系统设计安全可靠，效率高。

1.高效率2.发电量逐级跟踪系统，当发电量从早上到下午发生变化时，会自动安排不同的机组工作，降低系统自身损耗，3. 休眠功能当不需要负载输出时，机组自动进入休眠状态，降低系统损耗与常用的火力发电系统相比，我公司光伏发电的优点主要体现在：1，无枯竭危险，太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输2安全可靠，无噪声，无污染排放外，电源无高次谐波干扰，特别适用于通信电源；；3不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势，平原、河道、海洋、高山、雪原、海岛、森林地区，任何需电的地方都可以使用晶体硅太阳能电池发电系统；4无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；5高性能：晶体硅太阳能电池发电系统具有抗台风、抗冰雹、抗潮湿、抗紫外辐照等特点，组件系统可以在零下40度到零上70度环境下正常工作；6使用者从感情上容易接受；7经济使用:建设周期短,获取能源花费的时间短,维修成本底一次性投资终身受益.据预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。

光伏发电系统的并网与离网运行模式比较随着可再生能源的快速发展，光伏发电系统已经成为一种受到广泛关注的能源解决方案。

光伏发电系统主要通过光伏组件将太阳能转化为电能，并将其注入电网或储存起来以供后续使用。

而光伏发电系统的运行模式主要分为并网和离网两种方式。

一、并网运行模式并网运行模式是指将光伏发电系统直接连接到电网，通过逆变器将直流电转换为交流电，并将其注入电网。

并网运行模式具有以下优点：1. 增加能源利用率：并网运行模式下，电网可以为光伏发电系统提供补充电能，使系统的能源利用率更高。

2. 发电系统发电能力的最大化：并网运行模式下，所需的电能不仅可以从太阳能中获得，还可以从电网中获取，从而将发电能力最大化。

3. 节约成本：并网运行模式下，系统无需购买大容量的电池组以储存电能，降低了系统的投资成本。

但并网运行模式也存在一些缺点：1. 电网负荷限制：电网可能对外部的光伏发电系统的注入功率有一定的限制，当光伏发电系统的发电功率超过了电网的负荷能力时，系统需要通过调整并网功率或其他措施来适应电网的需求。

2. 安全风险：并网运行模式下，光伏发电系统必须严格符合电网标准和规范，以确保安全可靠地与电网连接。

二、离网运行模式离网运行模式是指将光伏发电系统与电网完全隔离，系统通过电池组储存白天发电的电能，以供夜间或低光照条件下使用。

离网运行模式具有以下优点：1. 独立性强：离网运行模式下，光伏发电系统不依赖于电网供电，可以独立运转，能源来源更加可靠稳定。

2. 灵活性：离网运行模式下，系统可以根据实际需要自行调节发电和用电之间的平衡，具有较高的灵活性。

3. 适用范围广：离网运行模式适用于偏远地区或无电网覆盖的地方，可以满足基本的用电需求。

但离网运行模式也存在一些限制：1. 储能成本高：离网运行模式需要配备大容量的电池组，以储存足够的电能，增加了系统的成本。

2. 能源管理困难：离网运行模式下，系统需要进行精确的能源管理，以确保光伏发电系统的电能供应和用电需求的平衡。

离网型太阳能光伏发电系统设计离网型太阳能光伏发电系统是一种利用太阳能光伏板将太阳能转化为电能，不依赖于传统电网供电的独立发电系统。

在一些偏远地区、山区、海岛等电力资源匮乏的地方，离网型太阳能光伏发电系统成为一种重要的可再生能源发电方式。

本文将从组成部分、系统设计和优势等方面进行详细介绍。

太阳能光伏板组是系统的核心部分，通过光伏效应将太阳能转化为直流电能。

在选择光伏板时，需要考虑光伏板的功率、转换效率和可靠性等参数，以确保系统的稳定发电。

储能设备主要用于储存电能，以应对夜间或阴天等无法直接获取太阳能的情况。

目前常用的储能设备有铅酸蓄电池和锂离子电池等。

在选择储能设备时，需要考虑储能容量、寿命、充放电效率等因素。

逆变器用于将直流电能转化为交流电能，以满足家庭或办公室等用电需求。

逆变器的选择需要考虑输出功率、转换效率和负载容量等因素。

控制器是系统的智能控制中心，用于监测和控制光伏发电系统的运行状态。

控制器可以监测太阳能光伏板组的输出功率、电池的电量、负载的电流等信息，并能根据实际情况进行调节，以保证系统正常运行和安全运行。

在设计离网型太阳能光伏发电系统时，需要考虑以下几个方面。

首先，要确定系统的总功率需求，从而确定光伏板组和储能设备的容量。

其次，需要确定太阳能光伏板的安装方式和角度，以最大限度地提高光伏板的光吸收效率。

此外，还需要考虑光伏板组到储能设备的连线方式和长度，以减小能量传输损失。

最后，需要合理安装逆变器和控制器，并确保系统的运行安全可靠。

离网型太阳能光伏发电系统具有诸多优势。

首先，它不依赖于传统电网供电，无需支付电费，可以有效降低用电成本。

其次，太阳能是一种可再生能源，具有取之不尽、用之不竭的优势，对环境没有污染。

再次，光伏发电系统可以按需配置光伏板组和储能设备，灵活性高，适应性强。

此外，太阳能光伏发电系统的维护成本相对较低，寿命长，维护简便。

综上所述，离网型太阳能光伏发电系统是一种可行的可再生能源发电方式。