离网光伏发电系统设计要点解析

离网光伏发电系统的优化设计就是要使光伏发电系统的配置能够恰到好处，做到既能保证光伏发电系统的长期可靠运行，充分满足负载的用电需求；同时又能使配备的光伏方阵和蓄电池的容量小，节省投资，具有较好的经济效益。

离网光伏发电系统优化设计总体要求

建设离网光伏发电系统非常重要的是容量设计，内容包括确定光伏方阵和蓄电池的容量，以及决定光伏方阵的倾角。在充分满足用户负载用电需要的前提下，尽量减小光伏方阵和蓄电池的容量，以达到可靠性和经济性的较好结合，避免盲目追求低成本或高可靠性的倾向。

技术条件

1.  负载性质

首先要确定是直流负载还是交流负载，是冲击性负载还是非冲击性负载，是重要性负载还是一般性负载。直流负载可由蓄电池直接供电，交流负载则必须配备逆变器。

2.  峰值日照时数

峰值日照时数是将当地的太阳辐照量，折算成标准测试条件STC（1000W/m2，25℃，AM1.5）下的小时数。太阳辐照度全天都在变化。由于太阳电池的输出功率是在标准测试条件下得到的，所以应将日照时数换算成峰值日照时数。

3.  温度影响

众所周知，在太阳电池温度升高时，其开路电压要下降，输出功率会减小。

4.  蓄电池维持天数

蓄电池维持的天数，一般是指在没有光伏方阵电力供应的情况下，完全由蓄电池储存的电能供给负载所能维持的天数。一般情况下，可以将光伏发电系统安装地点的历史连续阴雨天数，作为系统设计中使用的维持天数的参考，但还要综合考虑负载对电源的要求。

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太阳能控制器的主要功能

1.  蓄电池充、放电管理

（1）  控制器应具有输入充满断开和恢复连接功能。

（2）  控制器应具有欠压断开和恢复功能。

（3）  控制器应能自动或手动恢复对负载的供电。

（4）  考虑环境及电池的工作温度特性，控制器应具备温度补偿功能。

2.  设备保护

（1）  负载短路/过载保护。

（2）  内部短路保护。

（3）  反向放电保护。

（4）  极性反接保护。

（5）  雷电保护。

3.  光伏系统工作状态显示

控制器应能够显示光伏发电系统的工作情况。对于小型光伏发电系统的控制器，蓄电池的荷电状态，可由发光二极管的颜色判断，绿色表示蓄电池电能充足，可以正常工作；黄色表示蓄电池电能不足；红色表示蓄电池电能严重不足，必须充电后才能工作，否则会损坏蓄电池，当然这时控制器到负载的输出端也已自动断开。

对于大、中型光伏发电系统，应由仪表或数字显示系统的基本技术参数，如电压、电流、功率、安·时数等。

4.  光伏发电系统数据及信息储存

特别是对于大型光伏发电系统，应该配备数据及信息储存装置，必要时进行分析和处理，用以判断或评估系统的工作状态，以便改进。

5.  光伏系统故障处理及报警

当系统发生故障时，能够自动采取保护措施，或使用声、光等报警手段，以便操作人员及时处理，避免系统遭到损坏。

6.  光伏系统遥测、遥控、遥信等

对于大型光伏系统，必要时可配备遥测、遥控、遥信等装置，进行远程控制。

当然，控制器的功能不是越多越好，否则不但提高了投资费用，还增加了系统出现故障的可能性，所以要根据实际情况合理配备必要的功能。

关于2019年太阳能光伏发电和陆上风电成本的主要分析结论

1.  受技术进步、规模化经济、供应链竞争日益激烈和开发商经验日益增长的推动，在过去十年间，太阳能光伏发电和陆上风电成本急剧下降。据国际可再生能源机构(IRENA)在2019年从17000个项目中收集的成本数据显示，自2010年以来，太阳能光伏发电(PV)的成本下降了82%。

2.  2020年，尽管全世界爆发了新型冠状病毒(COVID-19)疫情，但太阳能光伏发电和陆上风电发电仍在继续增长。太阳能光伏发电和陆上风电的竞争力以及模块化水平、快速可扩展性和创造就业机会的潜力正在稳步提升，而且很多国家/地区和社区也开始评估经济刺激方案，这些都使得太阳能光伏发电和陆上风电极具吸引力。太阳能光伏发电和陆上风电可使短期恢复措施与中长期能源和气候可持续性保持一致。

3.  淘汰现有不具备竞争力的500GW燃煤发电厂，代之以太阳能光伏发电和陆上风电，每年将降低120亿至230亿美元（具体取决于煤炭价格）的系统发电成本。这500GW燃煤电厂的替代方案将产生价值9400亿美元的刺激作用，超过去年太阳能光伏发电(PV)和陆上风电部署的总价值，占GDP的1.1%。

4.  太阳能发电和风电的成本一直在大幅下降。自2010年以来，成本的下降主要是由于电池板价格和系统配套费用的降低，前者降幅达90%。在过去十年间，这些因素使得太阳能光伏发电(PV)的总装机成本下降了约五分之四。2019年，并网大规模太阳能光伏发电成本降至0.068美元/千瓦时，同比下降13%。