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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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混合太阳能光伏发电系统

通常在离网情况下，将一种或几种发电方式同时引入光伏系统中，联合向负载供电的系统称为混合光伏系统。

1.  光伏/柴油机混合发电系统

由于目前光伏系统的价格较高，如果完全用光伏发电来满足较大负载用电的需求，离网光伏系统必须在冬天很差的天气条件下也能支持负载运行，这就要配备容量相当大的太阳电池方阵和蓄电池。然而在夏天太阳辐射量大时，多余的电力只能浪费掉。为了解决这个矛盾，可以配置柴油发电机作为备用电源，平时由光伏系统供电，冬天太阳辐射量不足时启动柴油发电机供电，这样往往可以节省投资。当然这需要具备一定条件，如当地的冬天与夏天太阳辐照量相差很大，能够配备柴油机等设备，而且可以保证柴油的可靠供应，还要有操作和维护柴油发电机的技术人员等。

2.  风力/光伏混合发电系统

风能和太阳能都具有能量密度低，稳定性差的弱点，并受到地理分布、季节变化、昼夜交替等影响。然而，太阳能与风能在时间上和地域上都有一定的互补性，白天太阳光较强时，风较小；黄昏太阳下山后，光照很弱，由于地表温差变化大而风力加强。夏季，太阳辐照强度大而风小；冬季，太阳辐照强度弱而风大。太阳能发电平稳可靠，但目前成本较高，而风力发电成本较低，但随机性大，供电可靠性差。如将两者结合起来，就能够取长补短，达到既能实现昼夜供电，又能降低成本的目的。当然由于光伏和风力发电各有其特点，在系统设计时要充分掌握气象资料，进行仔细的优化设计，才能取得良好的使用效果。这类系统也常用来为路灯供电。

离网光伏发电系统与并网光伏发电系统的区别

1.  离网系统不与公共电网连接，并网系统必须与公共电网连接才能工作。

2.  离网系统可独立运行为负载供电，并网系统负载可优先使用光伏发电电能，并能使用公共电网电能。

3.  离网系统主要安装在无公共电网地区，并网系统必须安装在有公共电网地区。

4.  离网系统一般需要储能设备，满足无太阳辐射时的用电需求，并网系统一般不需要储能设备。

5.  由于储能设备的存在，一般相同容量的光伏发电系统，离网系统造价略高。