太陽能離網發電系統方案范本

太陽能光伏離網供電系統，該系統安裝好以后全自動運行，無需人工值守，各種保護功能齊備、相對獨立的供電系統，該系統主要由充放電控制器、光伏陣列、逆變器（現在大多使用充放電控制逆變一體機）等組成。

太陽電池陣列由多塊太陽電池組件串并聯而成，吸收日照輻射能量，將其轉換為電能，為整個系統提供動力電源。太陽能光伏組件在有光照的情況下將太陽能轉換為電能，通過控制逆變一體機為負載供電，同時給蓄電池組充電；在無光照時，通過控制逆變一體機由蓄電池組給負載供電；在連續陰雨天氣時，可通過適當加大蓄電池容量，來滿足持續無間斷為負載供電的用電需求。

此系統可以解決無市電或市電不穩定的地區的用電設備供電，根據用戶實際用電需求來單獨設計一套太陽能光伏離網供電系統，此系統設計需要用戶明確用電設備及其耗電功率和每天的使用時間，在此基礎上，根據當地的實際光照資源，適當的增加陰雨天連續供電天數，來確定整個系統的配置及價格。

此系統可適用于生活用電設備供電（電視、冰箱、洗衣機、風扇等），戶外監控系統供電，小型污水處理系統供電等。

此系統的設計主要需要知道以下數據：

一、用電設備的詳細清單、功耗（單位：瓦）和每天的使用時間（單位：h）。

二、安裝使用地，需要詳細到縣一級行政單位。

三、在連續陰雨天情況下，光伏系統不間斷供電的時間要求即陰雨天數。

結合本項目實際情況，我公司出具方案及報價如下：

一、 概述

本方案整個系統由光伏組件、充放電控制器、蓄電池、逆變器、支架，線纜輔材等組成。

設計依據

根據用戶提出的相關要求及相關專業提供的工程設計條件，設計太陽能發電系統及選用相關的設備。

設計相關標準

GCECS 85：96《太陽光伏電源系統安裝工程施工及驗收技術規范》

GB/T18210-2000《晶體硅光伏方陣I-V特性的現場測量》

GB/T19064-2003《太陽能光伏電源系統技術條件和試驗方法》

GB50017-2003《建筑結構設計規范》

GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》

GB50205-2001《鋼結構工程施工質量驗收規范》

GB50300-2001《建筑工程施工質量驗收統一標準》

GB50168-2006《電氣裝置安裝工程、電纜線路施工及驗收規范》

Q/CNPC110-2005 X80《管線鋼管線路焊接施工及驗收規范》

GB/T20321.1-2006《離網型風能、太陽能發電系統用逆變器 第1部分：技術條件》

GB/T20321.2-2006《離網型風能、太陽能發電系統用逆變器 第2部分：試驗方法》

二、 負載用電量

根據用戶要求，單相220V供電，1.4KW，24小時運行，2個陰雨天不斷電。“度”是日常生活中對電能的計量單位的簡稱，1度=1kW.h（千瓦時）。

用電設備總功率不超過3KW，每天耗電量在10kW.h。

三、 光伏發電系統主要設備選型

光伏組件選型

太陽能電池組件也就是光伏組件，是指工廠生產的可以直接應用的最小單元。太陽能電池組件應具有非常好的耐候性，能在室外嚴酷的條件長期穩定可靠運行，同時具有高的轉換效率和經濟性。光伏陣列是由若干個光伏組件串、并聯而成。各個廠家光伏組件的參數在同種規格下略有不同，在設計光伏陣列時，不同特性的組件所需數量也不同。光伏組件的選型直接關系到光伏陣列的設計，光伏組件的價格在整個光伏電站中的比例最大，因此選擇優質高效的光伏組件是大型光伏電站可靠運行且提高發電量的關鍵之一。

充放電控制器選型

對光伏電池和蓄電池各自特性的分析可知：早期光伏充放電系統結構，對充電來講，只要光伏電池的電壓高于蓄電池的端電壓，光伏電池就能向蓄電池充電，但蓄電池可能長期處于過沖狀態，充電的電壓和電流也不穩定，這樣對蓄電池的壽命是非常的不利，甚至可能由于蓄電池升溫過快帶來安全的隱患；對于放電來說，早期不帶控制器的光伏系統需要通過手動的通斷開關來給負載供電，實用性大大降低。所以，在光伏電池與蓄電池充電回路之間加入蓄電池光伏充放電控制器是非常必要的。

光伏充放電控制器應具備以下的基本功能要求：

(1)防電池過充的功能；

(2)防電池過放的功能：

(3)提供負載防短路與控制的功能；

(4)提供系統工作狀態信息給使用者的功能；

(5)控制器本身自耗電要低。

(6)防光伏組件或蓄電池反接保護。，

(7)防反充保護。

(8)防雷擊保護。

蓄電池選型

蓄電池的任務是在太陽能輻射量不足時，保證系統負載的正常用電。在光伏發電系統中，大部分使用鉛酸電池和膠體電池

鉛酸電池：電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。放電狀態下，正極主要成分為二氧化鉛，負極主要成分為鉛；充電狀態下，正負極的主要成分均為硫酸鉛。主要優點是電壓穩定、價格便宜；缺點是比能低(即每公斤蓄電池存儲的電能)、使用壽命短和日常維護頻繁

膠體電池：膠體鉛酸蓄電池是對液態電解質的普通鉛酸蓄電池的改進，用膠體電解液代換了硫酸電解液，在安全性、蓄電量、放電性能和使用壽命等方面較普通電池有所改善。膠體鉛酸蓄電池采用凝膠狀電解質，內部無游離液體存在，在同等體積下電解質容量大，熱容量大，熱消散能力強，能避免一般蓄電池易產生熱失控現象；電解質濃度低，對極板的腐蝕作用弱；濃度均勻，不存在電解液分層現象。

一、 光伏組件的設計方法

基本計算方法

根據當地日平均日照數（參考NASA數據），計算出光伏板在當地的最大和平均發電量，在滿足設備日常用電量的情況下，要求光伏系統能夠一致給儲能系統進行浮充，以保證儲能系統在夜間和光照不足的情況下的供電可靠性。

計算組件的基本方法就是用負載平均每天所消耗的電量（Ah）除以選定的光伏組件在一天中的平均發電量（Ah），就算出了整個系統需要并聯的光伏組件數。再將系統的工作電壓除以光伏組件峰值工作電壓，并乘以系數1.43（光伏組件峰值工作電壓與系統電壓比值），就可以算出組件串聯數量，根據用戶提供的用電設備耗電量得來此項目光伏板推薦使用11串4并的方式，總共44張270W光伏板接入逆變一體機。

相關考慮因素

太陽能組件的功率衰減

在光伏發電系統實際應用中，電池組件的輸出功率會因內外因素影響而衰減或降低。例如，灰塵的覆蓋、自身功率衰減、線路的損耗等。因此，設計時要將造成組件功率衰減的各種因素按10%損耗計算。

蓄電池的充電損耗

蓄電池在充電過程中，光伏組件產生的電流會在轉化儲存中因發熱、電解水蒸發等產生一定的損耗，也就是說充電過程中實際效率只有90%~95%。

二、 蓄電池組設計方法

基本計算方法

先將負載每天需要的用電量乘以根據當地氣象資料或實際情況確定的連續陰雨天數就可以得到初步的蓄電池容量。然后將得到的蓄電池容量數除以蓄電池允許的最大放電深度系數即可。

相關考慮因素

放電率對蓄電池容量的影響

所謂放電率，就是放電時間和放電電流與蓄電池容量的比率。大電流放電時，放電時間短，蓄電池容量會比標稱容量小；小電流放電時，放電時間長，蓄電池容量會比標稱容量大。比如，容量為100Ah的蓄電池用2A的電流能放50h，但要用50A電流放電肯定放不了2h，實際容量就不夠100Ah了。因此，在設計時要考慮蓄電池放電率對蓄電池容量的影響。一般，蓄電池廠家的標稱容量是10h放電率下的容量，50h以上放電率為慢放電率，對慢放電率50h~200h光伏系統蓄電池容量進行估算，一般比標稱容量會提高5%~20%，相應的放電率修正系數為0.95~0.8。

壞境溫度對蓄電池容量的影響

蓄電池容量會隨溫度的降低而下降，溫度低于0°C時，蓄電池容量會急劇下降；當溫度升高時，蓄電池容量略有升高。一般蓄電池容量是在環境溫度25°C時標定的。0°C時容量會下降到標稱容量的95%~90%，-10°C時下降到90%~80%，-20°C時會下降到80%~70%。

一、 設備清單（略）