离网光伏发电配电系统

离网光伏发电系统

洛阳云嘉居网络科技有限公司

2014年9月16日

简介

光伏发电，其基本原理就是“光伏效应”。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

离网光伏发电系统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。

离网光伏发电系统详解

一、光伏发电效益分析

以洛阳市地区为例，每平方米太阳年辐射量平均为1509kW·h ，使用多晶硅的光电转化效率平均为16.5%，则每平方米年理论发电量为249度。

实际安装运行过程中，太阳电池板输出的直流功率是太阳电池板的标称功率。在现场运行的太阳电池板往往达不到标准测试条件，输出的允许偏差是5％，因此，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0.95的影响系数。

此外，光伏组件温度、表面灰尘及太阳能辐射不均匀等环境因素都会影响太阳能电池板输出功率，综合分析要考虑到0.786的影响系数。对于并网光伏电站，考虑安装角度因素折算后的效率为0.88。

所以实际发电效率为：0.95 * 0.79 *0.88 =66.7％，即每平方米年实际发电量为166度。

二、离网光伏发电系统结构

离网光伏发电系统由太阳能电池板、蓄电池组、控制器、逆变器组成，可实现将太阳能转化成可供使用的交流电能（一般为220V，50Hz正弦波）。

1、太阳能电池板

1.1单晶硅太阳能电池

单晶硅太阳能电池的光电转换效率约18%至20%，最高的达到24%，是所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的，但制作成本很大，以致于不能被普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，使用寿命可达25年以上。

1.2多晶硅太阳能电池

多晶硅太阳能电池光电转换效率在17%左右，制作成本上比单晶硅太阳能电池要便宜，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此被大量采用。但是，多晶硅太阳能电池的使用寿命比单晶硅太阳能电池短。

2、控制器

控制器是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此需要安装充放电防止器控制蓄电池组过充电或过放电。

3、蓄电池组

蓄电池作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。光伏发电要求所用蓄电池组具有自放电率低、使用寿命长、深发电能力强、充电效率高等特点。

4、逆变器

逆变器的目的是将太阳能电池板输出的低压直流电压转变为需要的交流电。逆变器一般由升压电路、逆变桥式电路、逻辑控制电路和滤波电路组成构成。

三、30kW离网光伏发电系统配置

负载功率：30KW，每天工作5小时

型号太阳能发电系统配置参数

太阳能电池组件250Wp ×8×30单/多晶硅电池 A级晶片（使用寿命25年以上）转换效率：16-20%以上

蓄电池12V 1500AH ×110 太阳能专用电池，纳米技术，透气防水，专业地埋安装，可有效保证电池的合适温度，电池参数是与太阳能电池板的合理设计匹配。

控制器220V 100A ×110 国家专利技术，防过充过放保护，光控、时控功能，防雷保护，LED数字恒流驱动等技术，可有效延长阴雨天气的功能。防护等级：IP67

其它电线及辅料，4mm2太阳能专用硅橡胶紫铜电缆（极低的电阻率和极高的耐候性，有效降低线损，确保10年不更换）

逆变器220V 30KW，输出220V交流电适用温度范围-30℃-70℃

有效日照按年平均3.5H/天

供电方式纯太阳能供电