概要:

光伏储能系统,一般指有光伏组件的应【yīng】用,包括系统里的储【chǔ】能电池【chí】等相关【guān】设备【bèi】。根据储存【cún】能量是否需要并网出售,光伏储能系统可被分为光伏离网系统和光伏并/离网混合【hé】系【xì】统。这里【lǐ】,我们主要针对【duì】光伏【fú】离网系统的一些设计考【kǎo】量点做简【jiǎn】单【dān】介绍【shào】。

光伏离网系统组成:

光伏组件、离网逆【nì】变器(包含【hán】光伏充电器/逆变器)、储【chǔ】能电【diàn】池(铅【qiān】酸/胶体/铅碳/三元锂【lǐ】/磷酸铁锂等【děng】类型)、光【guāng】伏支架、线缆,以【yǐ】及配电箱等,均【jun1】是光伏离网系统的重【chóng】要组成部分。

离网【wǎng】系统与并【bìng】网【wǎng】系【xì】统的最【zuì】大的差【chà】异在于:并网系统以投资收益为计算前提【tí】,而【ér】离【lí】网系统则【zé】以刚需供【gòng】电为基本需求,所以它们在选择部件时会有着不【bú】一样的侧重点。

组件:

最早,光【guāng】伏组件仅被应用于【yú】一些离网系【xì】统【tǒng】和光伏小【xiǎo】系统。后来,伴随【suí】光【guāng】伏【fú】并网应用的【de】大范【fàn】围开【kāi】展,以及光伏组件技术的逐年更【gèng】新,组件转换效率【lǜ】得到极大【dà】提升。特别是一【yī】些并网电站【zhàn】,由于要充分利用场地【dì】资源,尤其需要【yào】更加高效的组件来提升投【tóu】资收益比。当【dāng】然,一般离网系【xì】统由于场地【dì】相【xiàng】对较大,对组件转换效率并没【méi】太高要求【qiú】,所【suǒ】以常规【guī】组件往往【wǎng】是系统设计时选择【zé】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。一般负载分为三类:组【zǔ】性负载(电灯、取暖【nuǎn】器【qì】等),感性负载(空调、马达等),容性负载(电脑主机电源等)。其中,由于【yú】感【gǎn】性负【fù】载启动时【shí】所需电流为额定时候的3~5倍,而一般【bān】离网【wǎng】逆变器【qì】150%-200%的【de】短时过载能力并不能满足要【yào】求,所以感性负载需要特别考【kǎo】量逆【nì】变器的【de】扩容设计【jì】(离【lí】网逆变器接【jiē】入感性负【fù】载时,至少需要【yào】感性负载【zǎi】2倍以上的系统设计)。比如【rú】,在离【lí】网逆【nì】变【biàn】器【qì】带动2P(2*750W)空调的项目中,选择3KVA及以【yǐ】上额定功率的逆变器才【cái】为正常配【pèi】置。当然,一般负载是三种类型同时存在,只是占比最大【dà】的负【fù】载将对逆变器产生主要【yào】影响。

2. 以直流【liú】侧为考量【liàng】点。离网逆变【biàn】器内置光伏充电器,一般【bān】有【yǒu】MPPT和PWM两【liǎng】种类型。随着技术更新【xīn】,PWM充电器被逐步淘汰,MPPT充【chōng】电器【qì】成为离【lí】网逆变器的【de】首选。

3. 其它选择。除以上【shàng】两【liǎng】种选【xuǎn】择方式,市面上还有很多计算【suàn】公式【shì】,此除不再赘述。但总的方向【xiàng】是:1)根据【jù】负载大小和类型【xíng】,确【què】定离网逆【nì】变器额定功率;2)根据负【fù】载需要储能电池放电【diàn】时长【zhǎng】,确定【dìng】储能【néng】电池包的kWh值;3)根【gēn】据当【dāng】地日照情况和充电时间要求(比如日均1天内【nèi】需【xū】要【yào】充满),确定充电器功【gōng】率【lǜ】等。

储能电池:

1. 铅酸/胶体电池:储能系【xì】统一【yī】般会选择免【miǎn】维护【hù】的密封铅【qiān】酸电池,以减少后【hòu】期维护。历经【jīng】150年发展【zhǎn】,铅酸电池在稳定性【xìng】、安全性及价格方面具有显著优势,既是【shì】目前储能电池应用中占比【bǐ】最高的电【diàn】池【chí】类型,也是光伏离网系统首推的【de】储【chǔ】能电池【chí】类【lèi】型。

2. 铅碳电池:一【yī】种从传统铅酸电【diàn】池【chí】演进来【lái】的技术,它通过【guò】在铅酸电池负极中【zhōng】加入活性【xìng】碳【tàn】,可显著提高铅【qiān】酸电池寿命。但作【zuò】为铅【qiān】酸电池的技术【shù】更新,其成【chéng】本略高;

3. 三【sān】元锂/磷酸铁锂电池:较【jiào】之上述两种类型的【de】储能【néng】电池,锂离子电池具【jù】有功率【lǜ】密度更高、充【chōng】放【fàng】电循环次数【shù】更多,放电【diàn】深度更【gèng】好等特点。但由于需要额外的电池【chí】管理【lǐ】技术(BMS),三元锂/磷酸【suān】铁锂电池的系统成【chéng】本,一般【bān】是【shì】铅酸电池的9-21倍。另外【wài】,相较于铅酸/铅碳电池,其热稳定性也稍【shāo】显不足,因此在【zài】光伏离网【wǎng】系统中的应用占比并不高【gāo】。但值得一【yī】提【tí】的是【shì】,伴随【suí】技术更新突破【pò】,三【sān】元锂/磷酸铁锂电池的市场占【zhàn】比也在逐【zhú】步【bù】增加,这是一个新的应用趋势。

结语

以上,简单【dān】介绍了【le】光伏储能【néng】系统——光伏【fú】离网【wǎng】系统【tǒng】的一些基本应【yīng】用,并在设备基本【běn】配置的选择上给出一些建议,可供【gòng】光伏【fú】行业人员了解和参考【kǎo】。

关于深圳市盛能杰科技有限公司

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