离网太阳能光伏发电系统的几种形式

根据用电负载的特点，对离网光伏发电系统还可细分为下列几种形式：

1.  无蓄电池的直流光伏发电系统

无蓄电池的直流光伏发电系统的特点是：用电负载是直流负载，对负载使用时间没有要求，负载主要在白天使用。太阳能电池与用电负载直接连接，有阳光时就发电供负载使用，无阳光时就停止工作。系统不需要使用控制器，也没有蓄电池等的储能装置。无蓄电池的直流光伏发电系统的优点是：省去了能量通过控制器，以及在蓄电池的存储和释放过程中造成的损失，提高了太阳能利用效率。这种系统较典型的应用是太阳能光伏水泵。

2.  有蓄电池的直流光伏发电系统

有蓄电池的直流光伏发电系统由太阳能电池、充放电控制器、蓄电池以及直流负载等组成。有阳光时，太阳能电池将光能转换为电能供负载使用，并同时向蓄电池存储电能。夜间或阴雨天时，则由蓄电池向负载供电。这种系统应用广泛，小到太阳能草坪灯、庭院灯，大到远离电网的移动通信信号塔、微波中转站、边远地区农村供电等。当系统容量和负载功率较大时，就需要配备太阳能电池方阵和蓄电池组了。

3.  交流光伏发电系统

交流光伏发电系统与直流光伏发电系统相比，系统多了一个交流逆变器，用以把直流电转换成交流电，为交流负载提供电能。

4.  交、直流混合光伏发电系统

交、直流混合光伏发电系统既能为直流负载供电，也能为交流负载供电。

5.  市电互补型光伏发电系统

市电互补型光伏发电系统，就是在独立光伏发电系统中以太阳能光伏发电为主，以普通220V交流电补充电能为辅。这样光伏发电系统中太阳能电池和蓄电池的容量都可以设计得小一些，基本上是当天有阳光，当天就用太阳能发的电，遇到阴雨天时就用市电能量进行补充。这种形式即减小了太阳能光伏发电系统的一次性投资，又有显著的节能减排效果，是太阳能光伏发电在现阶段推广和普及过程中的一个过渡性的好办法。

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如何确定太阳能光伏方阵的理想倾角？

对于离网光伏发电系统，情况比较复杂，早期有些文献提出以当地设计月份（指水平面上太阳辐照量较弱的月份，在北半球通常为12月）得到较大太阳辐照量所对应的角度作为方阵的倾角。其实这是不恰当的，因为这样往往会使夏天时方阵面上接收到的太阳辐照量削弱太多。

也有些文献提出光伏方阵的安装倾角等于当地纬度，或当地纬度加上5°～15°。实际上，即使纬度相同的两个地方，其太阳辐照量及其组成也往往相差很大，如我国的拉萨和重庆地区纬度基本相同（仅差0.05°），而水平面上的太阳辐照量却要相差一倍以上。

确定离网光伏发电系统方阵的理想倾角，首先要区分不同类型负载的情况。

均衡性负载供电的独立光伏发电系统方阵的理想倾角，要综合考虑方阵面上接收到太阳辐照量的均衡性和极大性等因素，经过反复计算，在满足负载用电要求的条件下，比较各种不同倾角所需配置的光伏方阵和蓄电池容量的大小，之后才能得到既符合要求的蓄电池维持天数及又能使所配置的光伏方阵容量较小所对应的方阵倾角。计算发现，即使其他条件都一样，由于倾角不同，各个月份方阵面上太阳辐照量的分布情况各异，对于不同的蓄电池维持天数，要求的系统累计亏欠量不一样，其相应的方阵理想倾角也不一定相同。

对于季节性负载，非常典型的是光控太阳能照明系统，这类系统的负载每天工作时间时间随着季节而变化，其特点是以自然光线的强弱来决定负载工作时间的长短。冬天时负载耗电量大，因此设计时要重点考虑冬季，使方阵面上在冬季得到的辐照量趋大，所以所对应的理想倾角应该比为均衡性负载供电方阵的倾角大。

总之，方阵安装倾角总的规律是：对于同一地点，并网光伏发电系统的方阵倾角较小，其次是为均衡负载供电的离网光伏发电系统，而为光控负载供电的离网光伏发电系统，冬天耗电量大，通常方阵的合理倾角也比较大。

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太阳能光伏发电系统的光伏方阵在安装前需要做好哪些准备工作？

1、现场勘测核对。

在一般情况下，现场勘测核对包括以下内容。

（1）  在现场安装光伏方阵是否核实，了解测量安装场地的尺寸大小和朝向是否与设计相符。

（2）  方阵前面是否有建筑物或树木遮挡。

（3）  方阵在现场如何安装，前、后排子方阵之间间隔的距离是否符合设计要求，预留基础、孔洞、预埋件等位置是否正确。

（4）  放置平衡系统（BOS）部件的位置是否合适。

（5）  光伏系统如何与现有的电网连接。

2、制定施工方案，准备设计施工图等文件资料。

3、平整场地，浇注基础和预埋件。

4、在光伏发电系统施工过程中，不应破坏建筑物的结构和附属设施，不得影响建筑物在设计使用年限内承受各种载荷的能力。

5、根据光伏方阵的数量、安装尺寸和优化设计得出的方阵倾角，加工方阵支架和框架，其尺寸和材料应符合设计要求。

6、光伏组件和框架、支架及固定用的螺栓，连接电缆及套管，配线盒等配件都要在安装前全部运到现场。

7、安装时所需要的工具装备和备件必须准备齐全，特别是现场在偏远地区时，如考虑不周，往往缺少一件工具或一个螺栓都会造成很大的麻烦，甚至影响整个工程的进度。

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太阳能光伏发电系统控制器和逆变器等电气设备的安装位置

如果控制器和逆变器安装在室内，则事先要建好配电间。安装存放处应避开高腐蚀性、高粉尘、高温、高湿性环境，特别应避免金属物体落入其中。配电间的位置要尽量接近光伏方阵和用户，以减少线路损耗。控制器不能直接放在蓄电池上，因为蓄电池产生的腐蚀性气体会对控制器的电子元件产生不良影响。

中小型控制器和逆变器可以根据要求固定在墙壁或摆放在工作台上，大型控制器和逆变器一般直接安放在地面，与墙壁之间要留有一定距离，以便接线和检修，同时也便于通风。注意阳光不要直接照射在控制器和逆变器上。

如控制器和逆变器安装在室外，控制器和逆变器必须具备密封防潮等防护功能。