分布式光伏离网系统设计步骤

分布式光伏离网发电系统主要由光伏组件、支架、控制器、逆变器、蓄电池以及配电系统组成，主要用于无电或者缺电地区，以解决生活基本需求为主。光伏离网系统没有标准的方案，但离网设备有很多种类，可以组合成不同的方案，适应不同的用户需求。

▲离网发电系统示意图

01-前期调研

离网系统设计之前，前期工作需做好。一是统计用户的用电负载的类型和功率的总和，像空调、洗风机、水泵、冰箱等电器，里面有电动机，是感性负载，启动功率大，电灯、电视、电磁炉、电脑等电器，是阻性负载；二是统计每天的平均用电量，高峰用电量，白天和晚上的用电量等；三是先了解用户安装地点的气候条件，平均峰值日照小时数据，一年中连续阴雨天数量等等；四是了解有没有市电，或者燃油发电机；五是了解清楚用户的预算和经济情况，对用电的紧急程度。了解这些情况后，就可对症下药，开始设计方案。

02-方案设计

离网系统的设计，主就是根据前期调研的数据，去确认系统逆变器、组件和蓄电的容量，这个设计方法和并网系统完全不同，不可照搬。这3个设备设计选型的依据各不相同，但相互之间也需互相配合。

离网逆变器的功率要根据用户的负载类型和功率来确认。逆变器的输出功率要大于实际负载的启动功率。洗衣机、空调、冰箱、水泵、抽油烟机等带有电动机的负载是感性负载，电动机启动功率是额定功率的5-7倍，在计算逆变器的功率时，要把这些负载的启动功率考虑进去。预算较高，对用电要求较高的用户，输出功率是按所有的负载功率之和来计算；预算不高的用户，考虑到所有的负载不可能同时开启，为了节省初始成本，输出功率可以在负载功率之和乘以0.7-0.9的系数。

组件功率要根据用户每天的用电量来确认。光伏是可再生能源，每天都有，因此组件平均每天的发电量要大于用户每天有用电量。至于大多少，要看当在地天气条件和用户的预算及对用电的需求。一般天气条件有低于和高于平均值的情况，大部分地区冬天的光照都比夏天差，有些地区相差一倍以上。预算较高，对用电要求较高的用户，组件功率设计的基本满足光照最差季节的需要，就是在光照最差的季节蓄电池也能够基本上天天充满电。预算不高的用户，如果按最差情况设计太阳能电池组件的功率，那么在一年中的其他时候发电量就会超过实际所需，造成浪费，这时组件功率按年平均光照即可，还可适当加大蓄电池的设计容量，增加电能储存，使蓄电池处于浅放电状态，弥补光照最差季节发电量的不足。

蓄电池容量根据用户的用电量来确定。在没有光伏时，由蓄电池提供电能给系统负载。对于重要的负载，有足够的预算，要考虑连续阴雨天数，对于一般的负载如太阳能路灯等可根据经验或需要在2～3天内选取，重要的负载如通信、导航、医院救治等则在3～7天内选取，要能在几天内保证系统的正常工作，对于一般贫困家庭而言，主要考虑价格，则不用考虑阴雨天，太阳好的时候多用；太阳不好的时候少用，没有太阳则不用。

03-设备选型

离网用户的需求是多种多样的，根据用户的要求设计光伏系统。这时候需要灵活处理，不要拘泥于固定的公式。

选择逆变器时，要看使用场合，如果只是简单的照明应用，建议选用PWM控制器和修正波逆变器，可以节省初始成本；如果有空调、洗衣机、水泵等含有电机的感性负载，建议选用MPPT控制器和工频逆变器，带负载能力强。如果是综合性负载，建议选用高频逆变器，兼顾成本和带负载能力。

小型光伏离网电站，投资有限，可以考虑选用铅酸胶体蓄电池；中小型光伏离网电站，投资有限，但又希望寿命长，可以考虑选用铅炭蓄电池；中大型光伏储能电站，有足够的预算，对投资回报要求高，可以考虑选用锂电池。

在有市电补充的地方，也可根据实际情况，选择不同的优先模式。市电电压稳定、价格便宜，但供电时间短的地方，建议选择电网优先用电模式；市电的电价较高，还经常停电的地方，用电要求不是特别高的用户，建议选择电池优先用电模式；市电的电价不是很高，经常停电的地方，对用电要求很高的用户，建议选择光伏优先用电模式。

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