概要:

光伏储能系统,一般指有光伏组件的应用,包括系统里的储能电池等相【xiàng】关设备。根【gēn】据储【chǔ】存能量是否需要【yào】并网出售,光【guāng】伏储能系统可被分为光伏离网系【xì】统和【hé】光伏并/离网【wǎng】混合【hé】系统。这里【lǐ】,我们主要针【zhēn】对光伏【fú】离网【wǎng】系统的【de】一【yī】些【xiē】设计考量点【diǎn】做简单介绍。

光伏离网系统组成:

光伏组【zǔ】件、离网逆【nì】变器【qì】(包含光伏充电器/逆变器【qì】)、储能电【diàn】池(铅酸/胶体【tǐ】/铅碳/三元锂/磷酸铁锂等类型)、光伏支架【jià】、线缆,以及配电【diàn】箱【xiāng】等,均【jun1】是【shì】光伏离网系统的重要组成部【bù】分。

离网系统与并【bìng】网系统【tǒng】的最大的差异在【zài】于:并网系统以【yǐ】投资收益为计算前提【tí】,而【ér】离网【wǎng】系统则以刚【gāng】需【xū】供电【diàn】为基本需求,所以它们在选择【zé】部件【jiàn】时会有着不一样的侧重点。

组件:

最早,光伏组件仅【jǐn】被应用于一【yī】些离网系统和光伏小【xiǎo】系统。后来,伴随【suí】光伏并网应用的大范【fàn】围开展【zhǎn】,以及光伏组件技术【shù】的逐年【nián】更新【xīn】,组件【jiàn】转换【huàn】效【xiào】率得到【dào】极【jí】大提升。特别是一些并网电【diàn】站【zhàn】,由于【yú】要充分利【lì】用场地资源,尤其需要更加高效的组【zǔ】件【jiàn】来提升投资收益比。当然,一般离【lí】网系统由于场地相对较大,对【duì】组件【jiàn】转换效率并没太【tài】高要【yào】求,所以【yǐ】常规组件【jiàn】往往是【shì】系统设计时选择组件的第一考量【liàng】要素。

离网逆变器:

1.以交流【liú】负载为考量点。一般负载【zǎi】分为三类:组性【xìng】负【fù】载(电灯、取暖器等),感性负载(空【kōng】调、马达【dá】等【děng】),容性负载(电【diàn】脑主机电源等)。其中【zhōng】,由于【yú】感性负载启动【dòng】时所需电流为【wéi】额定时候的3~5倍,而一般离网逆【nì】变器150%-200%的短时【shí】过载【zǎi】能力【lì】并不能满足要求,所以【yǐ】感性【xìng】负【fù】载需【xū】要特别考量逆【nì】变器的【de】扩容设计(离网逆变器【qì】接入感性负载时,至少需要感性负载2倍以上的系统设计)。比如,在离网【wǎng】逆变器带动2P(2*750W)空调的项目中【zhōng】,选择3KVA及以上额定【dìng】功率的【de】逆变器【qì】才为正常配置【zhì】。当然【rán】,一般负载是三【sān】种类型同【tóng】时存在,只是【shì】占比最大的负载将【jiāng】对逆变器【qì】产生主要影【yǐng】响【xiǎng】。

2.以直流侧为考量点。离网逆【nì】变【biàn】器内置光伏【fú】充【chōng】电【diàn】器,一般有MPPT和PWM两种类型。随【suí】着技术更【gèng】新,PWM充电【diàn】器被逐步淘汰【tài】,MPPT充电【diàn】器成为【wéi】离网逆变器的首选。

3.其它选择。除以上两种【zhǒng】选择方式【shì】,市【shì】面【miàn】上还有【yǒu】很多计【jì】算公式,此除不再赘述【shù】。但【dàn】总【zǒng】的方【fāng】向是:1)根据负载【zǎi】大小和【hé】类型,确定离网逆变【biàn】器额定功率;2)根据负载需要储能电池【chí】放电时长【zhǎng】,确定储【chǔ】能【néng】电池包的kWh值;3)根据当地日【rì】照情况和充电时【shí】间要求(比如日均1天内需要充满),确定充电器【qì】功率等。

储能电池:

1.铅酸/胶体电池【chí】:储能系统一般会【huì】选【xuǎn】择免维护的【de】密封铅酸【suān】电池,以减少后期维【wéi】护【hù】。历经150年【nián】发展,铅酸电池在稳定【dìng】性、安全性及价格方面具有显著优势【shì】,既是目【mù】前【qián】储能电池【chí】应用【yòng】中占比最高的【de】电池类型,也是【shì】光伏离网系统首推的储【chǔ】能电池【chí】类型。

2.铅碳电【diàn】池:一种从传统铅【qiān】酸电池【chí】演【yǎn】进来的【de】技术,它通【tōng】过在【zài】铅酸电池负极中加入活性碳,可显著提高铅酸电池寿命。但作为【wéi】铅酸电池的技【jì】术更新,其【qí】成【chéng】本【běn】略高;

3.三元【yuán】锂/磷酸铁锂电池:较之上述两种【zhǒng】类【lèi】型的储【chǔ】能【néng】电池,锂离子电池具【jù】有功率密度更【gèng】高、充放电循环次数更多,放电深度更好等【děng】特点。但由于【yú】需【xū】要额【é】外的电【diàn】池管【guǎn】理技术(BMS),三元锂/磷【lín】酸铁锂电池的系【xì】统成本,一般是铅【qiān】酸电池【chí】的9-21倍。另【lìng】外,相较于铅酸/铅碳电池,其热稳定性也稍显【xiǎn】不足,因此在光伏离网系【xì】统中的应用【yòng】占【zhàn】比并不高【gāo】。但值得一提的【de】是,伴随技术更新突破,三【sān】元锂/磷【lín】酸铁锂【lǐ】电池的市场占比也在逐【zhú】步增【zēng】加,这【zhè】是一个新的应用【yòng】趋势。

结语

以上,简单介【jiè】绍了光伏储能系统——光【guāng】伏离网系统的一些【xiē】基【jī】本【běn】应用,并【bìng】在设备基本配置【zhì】的选【xuǎn】择上给【gěi】出一些建议,可供【gòng】光伏行【háng】业人员了解和参考【kǎo】。