概要:

光伏储能系统,一般指有光伏组件的【de】应用,包括系【xì】统里的【de】储能【néng】电池等相关【guān】设备。根据储存能量是否【fǒu】需要并网出售,光伏储能【néng】系统【tǒng】可被分为光伏离网系统和【hé】光伏并/离网【wǎng】混合系统。这里,我们主要针对【duì】光伏离网【wǎng】系统的【de】一些设计考【kǎo】量【liàng】点做简【jiǎn】单【dān】介绍。

光伏离网系统组成:

光【guāng】伏组件、离【lí】网逆变器(包含光伏【fú】充电器/逆变【biàn】器【qì】)、储能【néng】电池(铅酸【suān】/胶体/铅碳/三【sān】元锂/磷酸铁锂等类型)、光【guāng】伏支架、线缆【lǎn】,以【yǐ】及配【pèi】电箱等,均【jun1】是光伏离网系统的重要组【zǔ】成部分。

离网系统与并网系统的最大【dà】的【de】差异在于【yú】:并网系统以【yǐ】投资收益【yì】为计算前提,而离网系【xì】统则以刚需供【gòng】电为【wéi】基本需【xū】求,所以它们在选择部件时【shí】会【huì】有着【zhe】不一样的侧重点。

组件:

最早,光伏组【zǔ】件仅被应用【yòng】于一些离网系统和光伏【fú】小系统。后来,伴随【suí】光伏并网应用的【de】大范【fàn】围开展,以及【jí】光【guāng】伏【fú】组件技术【shù】的逐年更【gèng】新,组件转换效率得【dé】到极大提升。特别【bié】是一些并网【wǎng】电站,由于【yú】要充分利用场地资源【yuán】,尤其【qí】需要更【gèng】加高【gāo】效【xiào】的组件来提升投资收【shōu】益【yì】比。当然,一般离网系统由于场地相【xiàng】对【duì】较【jiào】大,对组件转换【huàn】效率并没太高要求,所以【yǐ】常规【guī】组件往往是系统设计时选择组件的第一考量要素【sù】。

离网逆变器:

1.以交流负【fù】载为考量点。一般负载分为三类:组性负载(电【diàn】灯、取暖器【qì】等【děng】),感性负【fù】载(空【kōng】调、马达等),容性【xìng】负载【zǎi】(电脑主机电【diàn】源等【děng】)。其中【zhōng】,由于感性负载启动时所需电流为额定时候的3~5倍,而一般离网逆变器【qì】150%-200%的短时过载能力并不【bú】能满足要求,所以感【gǎn】性负【fù】载需要特别【bié】考量逆变【biàn】器的扩容设计【jì】(离网逆变器接入感性负载【zǎi】时,至少需【xū】要感性【xìng】负载【zǎi】2倍以上【shàng】的系统设计)。比如,在离网逆变器带【dài】动2P(2*750W)空调【diào】的项【xiàng】目中,选【xuǎn】择3KVA及以上额定功【gōng】率的逆【nì】变器才为正【zhèng】常配置。当然,一般负载是三种【zhǒng】类【lèi】型同【tóng】时存在,只【zhī】是占【zhàn】比最大的【de】负载将对逆变【biàn】器【qì】产生主要影响。

2.以直流侧为考量【liàng】点。离网逆变器内置【zhì】光伏充电器,一般有MPPT和PWM两种类型【xíng】。随着技术更【gèng】新,PWM充电器被逐【zhú】步淘【táo】汰,MPPT充电器成为离网逆【nì】变器的【de】首【shǒu】选。

3.其它选择。除【chú】以上两种选择方【fāng】式,市面【miàn】上还有很多计算公式,此除不【bú】再赘述【shù】。但总的方向是:1)根据负载大小【xiǎo】和【hé】类型,确【què】定离网逆变器额【é】定【dìng】功率;2)根【gēn】据负载【zǎi】需要储能电池放电时【shí】长【zhǎng】,确定储能电池包的kWh值;3)根据当【dāng】地日照情况和充【chōng】电时间要求(比如日均1天内需要充满),确【què】定充【chōng】电【diàn】器功率等。

储能电池:

1.铅酸【suān】/胶体电池:储【chǔ】能系统一般【bān】会选【xuǎn】择免维护【hù】的密【mì】封铅酸电池,以减少后期维护。历经150年发展,铅酸电池在稳【wěn】定性【xìng】、安全性及价【jià】格方面具【jù】有显著优势,既是目前储能【néng】电池应用中占比最高【gāo】的电【diàn】池【chí】类型,也是光【guāng】伏离【lí】网【wǎng】系统【tǒng】首推的储能【néng】电池类型。

2.铅碳【tàn】电【diàn】池【chí】:一种从传统铅酸电池演进【jìn】来的技术【shù】,它通【tōng】过【guò】在铅酸电池负极中【zhōng】加【jiā】入【rù】活性碳,可显著提高铅酸电池寿命。但作为铅酸【suān】电池的技术更新,其成【chéng】本略高;

3.三元锂/磷酸铁锂电池:较之上述两种类型【xíng】的储能电【diàn】池【chí】,锂离子电池具【jù】有功【gōng】率密【mì】度更高、充【chōng】放电【diàn】循环次【cì】数更多,放电深【shēn】度更好等【děng】特点。但由于需要额【é】外的电池管理技术(BMS),三元锂/磷酸铁锂电池的【de】系统成本【běn】,一【yī】般是铅【qiān】酸电池的9-21倍。另外【wài】,相【xiàng】较于铅【qiān】酸/铅碳电【diàn】池,其【qí】热稳定性也稍显不足【zú】,因此在光伏离网系【xì】统中的应用占比并不高【gāo】。但值得一提的是,伴随技术更【gèng】新【xīn】突破,三元锂/磷【lín】酸铁锂电池的市场占【zhàn】比也在逐【zhú】步【bù】增加,这是一个新【xīn】的【de】应用趋势。

结语

以上,简单介【jiè】绍了光伏储【chǔ】能系统——光【guāng】伏离网系统【tǒng】的一些【xiē】基本应用,并在【zài】设备基本【běn】配置的选择上给出一些建议,可供光伏行业【yè】人员【yuán】了【le】解和【hé】参考。