光伏離網(wǎng)系統(tǒng)典型設計
當今世界上還有很大一部分人生活在缺電或無電的世界中,他們居住在貧困或偏遠地區(qū),遠離發(fā)電廠和公共電網(wǎng),因為沒有電,無法享受到現(xiàn)代文明給生活帶來的信息和便利。光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是一種獨立自給的可再生新能源供電系統(tǒng),可以解決他們的基本用電問題。
典型光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能組件,支架,太陽能控制器,離網(wǎng)逆變器,蓄電池,配電箱等六部分組成,太陽能組件接入到太陽能控制器后,首先滿足用戶負載使用,之后將多余的電量存儲于蓄電池中,以備夜間及陰雨天使用,當蓄電池沒電,大部分逆變器還可以支持市電輸入(或者柴油發(fā)電機)作為補充能源給負載供電。
光伏離網(wǎng)系統(tǒng)的設計不同于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),需要考慮用戶的負載大小,日用電量,當?shù)氐臍夂驐l件等因素,根據(jù)客戶的實際需求選擇不同設計方案,相對較為復雜,為了保證離網(wǎng)系統(tǒng)能夠可靠工作,做好前期的客戶需求調(diào)查是非常有必要的。光伏離網(wǎng)系統(tǒng)的設計,主要包含逆變器的選型,組件容量的設計和蓄電池容量的設計:
一.逆變器選型:根據(jù)用戶負載大小和類型確定逆變器功率
逆變器功率大小的選擇一般要不小于負載總功率,但是考慮到逆變器的使用壽命和后續(xù)擴容,建議逆變器功率需要考慮留有一定的裕量,一般為負載功率的1.2~1.5倍,另外,如果負載包含有類似于冰箱,空調(diào),水泵,抽油煙機等帶電動機的感性負載(電動機的啟動功率是額定功率的3~5倍),需要把負載的啟動功率考慮進來,即負載的啟動功率要小于逆變器的最大沖擊功率。以下是逆變器的功率選擇的計算公式,供設計時參考。
二.組件容量確定:根據(jù)用戶日用電量和光照強度確定組件容量
光伏組件白天發(fā)的電一部分供給負載使用,剩下部分給蓄電池充電,到了晚上或者太陽輻射不足情況下,儲存在蓄電池的電將放電給負載使用,由此可見,在沒有市電/或者柴油機作為補充能源情況下,負載的所耗電全部來自光伏組件白天所產(chǎn)生的電,考慮到不同季節(jié),不同地區(qū)的光照強度會有差異,為了保證系統(tǒng)的可靠運行,光伏板的容量設計應該在光照最差的季節(jié)也能滿足需求,以下是光伏板的容量計算公式:
三.蓄電池容量確定:根據(jù)夜晚用電量或者后備時間確定電池容量
光伏離網(wǎng)系統(tǒng)的蓄電池主要用于儲能,保證在太陽輻射不足時負載還能夠正常工作。對于有重要負載的光伏離網(wǎng)系統(tǒng),蓄電池容量的設計需要考慮當?shù)氐淖铋L陰雨天數(shù)。普通的光伏離網(wǎng)系統(tǒng)負載供電要求不高,考慮到系統(tǒng)成本原因,可以不考慮陰雨天數(shù),只要根據(jù)實際的光照強度來調(diào)整負載的使用。另外,大部分光伏離網(wǎng)系統(tǒng)選用鉛酸電池,一般取鉛酸電池的放電深度為0.5-0.7,蓄電池容量的設計可以參考以下公式:
四.10kVA光伏離網(wǎng)系統(tǒng)典型設計方案
項目背景:給剛果布首都一所學校設計一套光伏離網(wǎng)系統(tǒng)滿足其日常用電。
1)項目需求調(diào)查
設計方案前期,需要做好客戶需求調(diào)查(負載信息要準確),具體如下:
2)逆變器選型
客戶的負載主要是教室照明,教室風扇,公共場所照明,圍墻照明以及廣播系統(tǒng)等,負載總功率為6.84kw,逆變器功率選擇不小于9.8kVA,可以選用晶福源ESS10K逆控一體機,輸出功率為10kVA。
3)組件容量確定
根據(jù)客戶需求調(diào)查表可以看出,學校平均每天用電量約為61.5kWh,當?shù)毓庹諚l件較好,按照每天4.23h的日照時間計算,組件配置1.1倍裕量,設計采用88塊270W多晶光伏組件,總功率為23.76kW,平均每天發(fā)電100.5kwh,考慮到系統(tǒng)效率,一般為0.8,每天可用電80kwh。
4)蓄電池容量確定
學校的照明大部分使用時間是在晚上,考慮電池的使用壽命,應適當增加電池容量,且客戶要求的電池備用時間為2天,取電池放電深度為0.7,該項目采用110節(jié)的1000AH/2V的膠體電池串聯(lián),總?cè)萘繛?20000VAH,可利用電量約為154kwh,可以滿足2天的后備時間的用電需求。
5)系統(tǒng)方案圖
責任編輯:蔣桂云