概要:

光伏储能系统,一般指有光伏组件的【de】应用,包括系统里的储能电池等相关【guān】设备。根据储存能量是【shì】否需要并网【wǎng】出售,光伏储能【néng】系统【tǒng】可被【bèi】分为光伏离网【wǎng】系统【tǒng】和光伏【fú】并/离网混合【hé】系统。这里,我们主要针对光伏【fú】离网【wǎng】系统的一些设计【jì】考量【liàng】点做简单介绍【shào】。

光伏离网系统组成:

光伏组件、离【lí】网逆【nì】变器(包含光【guāng】伏【fú】充电器/逆变器)、储能电池(铅酸/胶体/铅碳/三元锂/磷酸铁锂等类型)、光伏支架、线【xiàn】缆,以及配电箱等【děng】,均是光伏离网系【xì】统【tǒng】的重【chóng】要组【zǔ】成部【bù】分。

离【lí】网系统与并【bìng】网系统的最大【dà】的差异在于:并网【wǎng】系统以投资收益【yì】为计算前【qián】提,而离网系统则以【yǐ】刚需供电为基本需求,所以它们在选【xuǎn】择【zé】部【bù】件时【shí】会有着【zhe】不一样的侧重点。

组件:

最早,光伏组件【jiàn】仅被应用于一些离网系统和光伏小【xiǎo】系统。后来,伴随光【guāng】伏并网【wǎng】应用的【de】大范围开展【zhǎn】,以【yǐ】及光伏组件技术的【de】逐年更新,组【zǔ】件转【zhuǎn】换【huàn】效率得到极大提升。特别是【shì】一些并网电站,由【yóu】于要充分利用场地资【zī】源,尤其需要更加【jiā】高【gāo】效的组件来提升投【tóu】资收益比。当然,一般离网【wǎng】系统由于场【chǎng】地相对较【jiào】大,对组【zǔ】件转换【huàn】效率并没太高要求,所以【yǐ】常【cháng】规组件往往【wǎng】是系【xì】统【tǒng】设计时选择组【zǔ】件【jiàn】的第一考量要素。

离网逆变器:

1. 以交流【liú】负载为考量【liàng】点。一般负载分为三类:组性负载(电灯【dēng】、取暖器【qì】等),感性负载(空调、马【mǎ】达【dá】等),容性负载【zǎi】(电脑主【zhǔ】机【jī】电源【yuán】等)。其中,由于【yú】感【gǎn】性负载启【qǐ】动时所需电流为【wéi】额定时候的3~5倍,而一般离网【wǎng】逆变器150%-200%的短时过载能力并不能满足要【yào】求【qiú】,所以感性【xìng】负【fù】载需【xū】要特别考量逆变器【qì】的扩容设计【jì】(离网逆变器接【jiē】入感性负载时,至少【shǎo】需要感性【xìng】负载2倍以上的【de】系统【tǒng】设计)。比如【rú】,在离网逆变器带动2P(2*750W)空调【diào】的【de】项目中,选择3KVA及以【yǐ】上额定功率的逆【nì】变器才为正【zhèng】常配置【zhì】。当然,一般负载【zǎi】是三种类【lèi】型同时存在,只是占比最大的负载将【jiāng】对逆变器产生主要影响。

2. 以直流侧为【wéi】考量点。离网【wǎng】逆【nì】变器内置光伏充【chōng】电【diàn】器,一般有MPPT和PWM两种类【lèi】型。随着技术更新,PWM充电【diàn】器被逐步【bù】淘汰,MPPT充电【diàn】器【qì】成为离网逆【nì】变器的首选。

3. 其【qí】它选择。除以上两种选择方式,市面上还有很多计算公式,此除不再赘述。但总的方向是:1)根【gēn】据负载【zǎi】大小和类【lèi】型,确定离网逆变【biàn】器额【é】定【dìng】功率【lǜ】;2)根据负【fù】载【zǎi】需要【yào】储能电池放电时长,确定储【chǔ】能电池包的kWh值;3)根据当【dāng】地【dì】日照情况和充电【diàn】时【shí】间要【yào】求(比如日均【jun1】1天内【nèi】需要充满),确定【dìng】充电器功率等。

储能电池:

1. 铅酸/胶【jiāo】体【tǐ】电池:储能系统一般会选择免维护【hù】的密【mì】封铅酸电池,以减少后期维护。历经【jīng】150年发展【zhǎn】,铅酸电池【chí】在稳定性【xìng】、安全性及【jí】价格方面【miàn】具有显著优【yōu】势,既是【shì】目【mù】前储能电池应用中占比【bǐ】最高的电【diàn】池类型,也是【shì】光【guāng】伏离【lí】网系统首推的储【chǔ】能电池类型【xíng】。

2. 铅碳电池:一种从传统铅酸电池演进来的技术,它【tā】通过在铅酸电池负【fù】极中加【jiā】入活性碳,可显著提【tí】高铅酸电池寿命【mìng】。但作为铅【qiān】酸【suān】电池的技【jì】术更新,其成本【běn】略高【gāo】;

3. 三元【yuán】锂/磷酸铁锂【lǐ】电池:较【jiào】之上述【shù】两种【zhǒng】类型的储能电【diàn】池,锂离子电池【chí】具【jù】有功率密度更高、充【chōng】放电循环次数更多,放电【diàn】深【shēn】度【dù】更好等特点。但由于【yú】需要额外【wài】的电池管理技术(BMS),三元【yuán】锂/磷酸铁锂电【diàn】池的系统成本,一般是铅酸电池【chí】的9-21倍。另【lìng】外,相较于【yú】铅【qiān】酸/铅碳电【diàn】池【chí】,其热稳定性也稍【shāo】显不足,因此在光伏离【lí】网【wǎng】系统【tǒng】中的应【yīng】用占比并不高。但值得一【yī】提的是,伴随技【jì】术更新突破,三元锂/磷酸铁锂电池的市场【chǎng】占比也【yě】在【zài】逐步增加,这是一【yī】个新的应用趋势。

结语

以上,简单介绍【shào】了光【guāng】伏储能系【xì】统——光伏离【lí】网系统的一些基本应用,并【bìng】在【zài】设备基【jī】本配【pèi】置的选【xuǎn】择上给出【chū】一些建【jiàn】议,可供光伏行【háng】业人员了解和参考。

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