太阳能离网发电系统方案范本

太阳能光伏离网供电系统，该系统安装好以后全自动运行，无需人工值守，各种保护功能齐备、相对独立的供电系统，该系统主要由充放电控制器、光伏阵列、逆变器（现在大多使用充放电控制逆变一体机）等组成。

太阳电池阵列由多块太阳电池组件串并联而成，吸收日照辐射能量，将其转换为电能，为整个系统提供动力电源。太阳能光伏组件在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过控制逆变一体机为负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过控制逆变一体机由蓄电池组给负载供电；在连续阴雨天气时，可通过适当加大蓄电池容量，来满足持续无间断为负载供电的用电需求。

此系统可以解决无市电或市电不稳定的地区的用电设备供电，根据用户实际用电需求来单独设计一套太阳能光伏离网供电系统，此系统设计需要用户明确用电设备及其耗电功率和每天的使用时间，在此基础上，根据当地的实际光照资源，适当的增加阴雨天连续供电天数，来确定整个系统的配置及价格。

此系统可适用于生活用电设备供电（电视、冰箱、洗衣机、风扇等），户外监控系统供电，小型污水处理系统供电等。

此系统的设计主要需要知道以下数据：

一、用电设备的详细清单、功耗（单位：瓦）和每天的使用时间（单位：h）。

二、安装使用地，需要详细到县一级行政单位。

三、在连续阴雨天情况下，光伏系统不间断供电的时间要求即阴雨天数。

结合本项目实际情况，我公司出具方案及报价如下：

一、 概述

本方案整个系统由光伏组件、充放电控制器、蓄电池、逆变器、支架，线缆辅材等组成。

设计依据

根据用户提出的相关要求及相关专业提供的工程设计条件，设计太阳能发电系统及选用相关的设备。

设计相关标准

GCECS 85：96《太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范》

GB/T18210-2000《晶体硅光伏方阵I-V特性的现场测量》

GB/T19064-2003《太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法》

GB50017-2003《建筑结构设计规范》

GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》

GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》

GB50300-2001《建筑工程施工质量验收统一标准》

GB50168-2006《电气装置安装工程、电缆线路施工及验收规范》

Q/CNPC110-2005 X80《管线钢管线路焊接施工及验收规范》

GB/T20321.1-2006《离网型风能、太阳能发电系统用逆变器 第1部分：技术条件》

GB/T20321.2-2006《离网型风能、太阳能发电系统用逆变器 第2部分：试验方法》

二、 负载用电量

根据用户要求，单相220V供电，1.4KW，24小时运行，2个阴雨天不断电。“度”是日常生活中对电能的计量单位的简称，1度=1kW.h（千瓦时）。

用电设备总功率不超过3KW，每天耗电量在10kW.h。

三、 光伏发电系统主要设备选型

光伏组件选型

太阳能电池组件也就是光伏组件，是指工厂生产的可以直接应用的最小单元。太阳能电池组件应具有非常好的耐候性，能在室外严酷的条件长期稳定可靠运行，同时具有高的转换效率和经济性。光伏阵列是由若干个光伏组件串、并联而成。各个厂家光伏组件的参数在同种规格下略有不同，在设计光伏阵列时，不同特性的组件所需数量也不同。光伏组件的选型直接关系到光伏阵列的设计，光伏组件的价格在整个光伏电站中的比例最大，因此选择优质高效的光伏组件是大型光伏电站可靠运行且提高发电量的关键之一。

充放电控制器选型

对光伏电池和蓄电池各自特性的分析可知：早期光伏充放电系统结构，对充电来讲，只要光伏电池的电压高于蓄电池的端电压，光伏电池就能向蓄电池充电，但蓄电池可能长期处于过冲状态，充电的电压和电流也不稳定，这样对蓄电池的寿命是非常的不利，甚至可能由于蓄电池升温过快带来安全的隐患；对于放电来说，早期不带控制器的光伏系统需要通过手动的通断开关来给负载供电，实用性大大降低。所以，在光伏电池与蓄电池充电回路之间加入蓄电池光伏充放电控制器是非常必要的。

光伏充放电控制器应具备以下的基本功能要求：

(1)防电池过充的功能；

(2)防电池过放的功能：

(3)提供负载防短路与控制的功能；

(4)提供系统工作状态信息给使用者的功能；

(5)控制器本身自耗电要低。

(6)防光伏组件或蓄电池反接保护。，

(7)防反充保护。

(8)防雷击保护。

蓄电池选型

蓄电池的任务是在太阳能辐射量不足时，保证系统负载的正常用电。在光伏发电系统中，大部分使用铅酸电池和胶体电池

铅酸电池：电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。主要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁

胶体电池：胶体铅酸蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进，用胶体电解液代换了硫酸电解液，在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面较普通电池有所改善。胶体铅酸蓄电池采用凝胶状电解质，内部无游离液体存在，在同等体积下电解质容量大，热容量大，热消散能力强，能避免一般蓄电池易产生热失控现象；电解质浓度低，对极板的腐蚀作用弱；浓度均匀，不存在电解液分层现象。

一、 光伏组件的设计方法

基本计算方法

根据当地日平均日照数（参考NASA数据），计算出光伏板在当地的最大和平均发电量，在满足设备日常用电量的情况下，要求光伏系统能够一致给储能系统进行浮充，以保证储能系统在夜间和光照不足的情况下的供电可靠性。

计算组件的基本方法就是用负载平均每天所消耗的电量（Ah）除以选定的光伏组件在一天中的平均发电量（Ah），就算出了整个系统需要并联的光伏组件数。再将系统的工作电压除以光伏组件峰值工作电压，并乘以系数1.43（光伏组件峰值工作电压与系统电压比值），就可以算出组件串联数量，根据用户提供的用电设备耗电量得来此项目光伏板推荐使用11串4并的方式，总共44张270W光伏板接入逆变一体机。

相关考虑因素

太阳能组件的功率衰减

在光伏发电系统实际应用中，电池组件的输出功率会因内外因素影响而衰减或降低。例如，灰尘的覆盖、自身功率衰减、线路的损耗等。因此，设计时要将造成组件功率衰减的各种因素按10%损耗计算。

蓄电池的充电损耗

蓄电池在充电过程中，光伏组件产生的电流会在转化储存中因发热、电解水蒸发等产生一定的损耗，也就是说充电过程中实际效率只有90%~95%。

二、 蓄电池组设计方法

基本计算方法

先将负载每天需要的用电量乘以根据当地气象资料或实际情况确定的连续阴雨天数就可以得到初步的蓄电池容量。然后将得到的蓄电池容量数除以蓄电池允许的最大放电深度系数即可。

相关考虑因素

放电率对蓄电池容量的影响

所谓放电率，就是放电时间和放电电流与蓄电池容量的比率。大电流放电时，放电时间短，蓄电池容量会比标称容量小；小电流放电时，放电时间长，蓄电池容量会比标称容量大。比如，容量为100Ah的蓄电池用2A的电流能放50h，但要用50A电流放电肯定放不了2h，实际容量就不够100Ah了。因此，在设计时要考虑蓄电池放电率对蓄电池容量的影响。一般，蓄电池厂家的标称容量是10h放电率下的容量，50h以上放电率为慢放电率，对慢放电率50h~200h光伏系统蓄电池容量进行估算，一般比标称容量会提高5%~20%，相应的放电率修正系数为0.95~0.8。

坏境温度对蓄电池容量的影响

蓄电池容量会随温度的降低而下降，温度低于0°C时，蓄电池容量会急剧下降；当温度升高时，蓄电池容量略有升高。一般蓄电池容量是在环境温度25°C时标定的。0°C时容量会下降到标称容量的95%~90%，-10°C时下降到90%~80%，-20°C时会下降到80%~70%。

一、 设备清单（略）