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
3.2太陽(yáng)電池組件設計
太陽(yáng)電池組件容量計算，參考公式：P0=(P×t×Q)/(η1×T)，式中：
P0——太陽(yáng)電池組件的峰值功率，單位Wp；
P——負載的功率，單位W；
t——負載每天的用電小時(shí)數，單位H；
η1——為系統的效率（一般為0.85左右）；
T——當地的日平均峰值日照時(shí)數，單位H；
Q——連續陰雨期富余系數（一般為1.2～2）。
根據公式計算：
P0=P×t×Q/(η1×T)＝(1200×10×1.2)/(0.85×4)≈4.235（kW）
太陽(yáng)電池組件數量：4235/180≈24(塊)
太陽(yáng)電池組件串聯(lián)數量：2塊
太陽(yáng)電池組串數量：12串
因此，本項目選用24塊180Wp太陽(yáng)電池組件，總功率為4.32kW，按照2塊組件串聯(lián)設計，共12個(gè)太陽(yáng)電池串列。
（備注：本系統選用DC48V光伏控制器，太陽(yáng)電池串列分為4路接入光伏控制器。）
3.3光伏控制器選型
系統選用DC48V光伏控制器額定電流計算，參考公式：I=P0/V，式中：
I——光伏控制器的控制電流，單位A；
P0——太陽(yáng)電池組件的峰值功率，單位Wp；
V——蓄電池組的額定電壓，單位V；
根據公式計算：I=4320/48=90(A)，故可選用1臺SD48100光伏控制器。
備注：
根據系統的電壓和控制電流確定光伏控制器的規格型號。
在高海拔地區，光伏控制器需要放大一定的裕量，降容使用。
圖9 SD48100光伏控制器技術(shù)參數
3.4蓄電池組設計
蓄電池組的容量計算，參考公式：C=P×t×T/(V×K×η2)，式中：
C——蓄電池組的容量，單位Ah；
P——負載的功率，單位W；
t——負載每天的用電小時(shí)數，單位H；
V——蓄電池組的額定電壓，單位V；
K——蓄電池的放電系數,考慮蓄電池效率、放電深度、環(huán)境溫度、影響因素而定，一般取值為0.4～0.7。該值的大小也應該根據系統成本和用戶(hù)的具體情況綜合考慮；
η2——逆變器的效率；
T——連續陰雨天數（一般為2～3天）。
根據公式計算:
C=P×t×T/(V×K×η2)
=1200×10×2/（48×0.5×0.9）
≈1200（Ah）
得出，系統需配置的蓄電池組容量為1200Ah，同時(shí)要滿(mǎn)足直流電壓48V的要求，可采用24只2V/1200Ah的蓄電池進(jìn)行串聯(lián)。
3.5逆變器選型
逆變器額定容量計算，參考公式：Pn=(P*Q)/Cosθ，式中：
Pn——逆變器的容量，單位VA；
P——負載的功率，單位W，感性負載需考慮5倍到8倍左右的裕量；
Cosθ——逆變器的功率因數（一般為0.8）；
Q——逆變器所需的裕量系數（一般選1.2～5）。
因熒光燈啟動(dòng)沖擊電流較大，所以本系統的Q系數取3，根據公式計算：
Pn=(P*Q)/Cosθ=1200*3/0.8=4.5(KVA)
故可選擇SN485KSD1離網(wǎng)型逆變器。
備注：
不同的負載（阻性、感性、容性），啟動(dòng)沖擊電流不一樣，選擇的裕量系數也不同。
在高海拔地區，逆變器需要放大一定的裕量，降容使用。
圖10 SN485KSD1逆變器技術(shù)參數
3.6系統監控方案介紹
目前離網(wǎng)光伏發(fā)電系統的通訊和監控方案可采用以下幾種方式：
(1)RS485/232本地通訊
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