當(dāng)今世界上還有很大一部分人生活在缺電或無電的世界中，他們居住在貧困或偏遠(yuǎn)地區(qū)，遠(yuǎn)離發(fā)電廠和公共電網(wǎng)，因?yàn)闆]有電，無法享受到現(xiàn)代文明給生活帶來的信息和便利。光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是一種獨(dú)立自給的可再生新能源供電系統(tǒng)，可以解決他們的基本用電問題。

典型光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能組件，支架，太陽能控制器，離網(wǎng)逆變器，蓄電池，配電箱等六部分組成，太陽能組件接入到太陽能控制器后，首先滿足用戶負(fù)載使用，之后將多余的電量存儲于蓄電池中，以備夜間及陰雨天使用，當(dāng)蓄電池沒電，大部分逆變器還可以支持市電輸入(或者柴油發(fā)電機(jī))作為補(bǔ)充能源給負(fù)載供電。

光伏離網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，需要考慮用戶的負(fù)載大小，日用電量，當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件等因素，根據(jù)客戶的實(shí)際需求選擇不同設(shè)計(jì)方案，相對較為復(fù)雜，為了保證離網(wǎng)系統(tǒng)能夠可靠工作，做好前期的客戶需求調(diào)查是非常有必要的。光伏離網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要包含逆變器的選型，組件容量的設(shè)計(jì)和蓄電池容量的設(shè)計(jì)：

一．逆變器選型：根據(jù)用戶負(fù)載大小和類型確定逆變器功率

逆變器功率大小的選擇一般要不小于負(fù)載總功率，但是考慮到逆變器的使用壽命和后續(xù)擴(kuò)容，建議逆變器功率需要考慮留有一定的裕量，一般為負(fù)載功率的1.2~1.5倍，另外，如果負(fù)載包含有類似于冰箱，空調(diào)，水泵，抽油煙機(jī)等帶電動機(jī)的感性負(fù)載(電動機(jī)的啟動功率是額定功率的3~5倍)，需要把負(fù)載的啟動功率考慮進(jìn)來，即負(fù)載的啟動功率要小于逆變器的最大沖擊功率。以下是逆變器的功率選擇的計(jì)算公式，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。

二．組件容量確定：根據(jù)用戶日用電量和光照強(qiáng)度確定組件容量

光伏組件白天發(fā)的電一部分供給負(fù)載使用，剩下部分給蓄電池充電，到了晚上或者太陽輻射不足情況下，儲存在蓄電池的電將放電給負(fù)載使用，由此可見，在沒有市電/或者柴油機(jī)作為補(bǔ)充能源情況下，負(fù)載的所耗電全部來自光伏組件白天所產(chǎn)生的電，考慮到不同季節(jié)，不同地區(qū)的光照強(qiáng)度會有差異，為了保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，光伏板的容量設(shè)計(jì)應(yīng)該在光照最差的季節(jié)也能滿足需求，以下是光伏板的容量計(jì)算公式：

三．蓄電池容量確定：根據(jù)夜晚用電量或者后備時(shí)間確定電池容量

光伏離網(wǎng)系統(tǒng)的蓄電池主要用于儲能，保證在太陽輻射不足時(shí)負(fù)載還能夠正常工作。對于有重要負(fù)載的光伏離網(wǎng)系統(tǒng)，蓄電池容量的設(shè)計(jì)需要考慮當(dāng)?shù)氐淖铋L陰雨天數(shù)。普通的光伏離網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)載供電要求不高，考慮到系統(tǒng)成本原因，可以不考慮陰雨天數(shù)，只要根據(jù)實(shí)際的光照強(qiáng)度來調(diào)整負(fù)載的使用。另外，大部分光伏離網(wǎng)系統(tǒng)選用鉛酸電池，一般取鉛酸電池的放電深度為0.5-0.7，蓄電池容量的設(shè)計(jì)可以參考以下公式：

四．10kVA光伏離網(wǎng)系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)方案

項(xiàng)目背景：給剛果布首都一所學(xué)校設(shè)計(jì)一套光伏離網(wǎng)系統(tǒng)滿足其日常用電。

1)項(xiàng)目需求調(diào)查

設(shè)計(jì)方案前期，需要做好客戶需求調(diào)查(負(fù)載信息要準(zhǔn)確)，具體如下：

2）逆變器選型

客戶的負(fù)載主要是教室照明，教室風(fēng)扇，公共場所照明，圍墻照明以及廣播系統(tǒng)等，負(fù)載總功率為6.84kw，逆變器功率選擇不小于9.8kVA，可以選用晶福源ESS10K逆控一體機(jī)，輸出功率為10kVA。

3）組件容量確定

根據(jù)客戶需求調(diào)查表可以看出，學(xué)校平均每天用電量約為61.5kWh，當(dāng)?shù)毓庹諚l件較好，按照每天4.23h的日照時(shí)間計(jì)算，組件配置1.1倍裕量，設(shè)計(jì)采用88塊270W多晶光伏組件，總功率為23.76kW，平均每天發(fā)電100.5kwh，考慮到系統(tǒng)效率，一般為0.8，每天可用電80kwh。

4）蓄電池容量確定

學(xué)校的照明大部分使用時(shí)間是在晚上，考慮電池的使用壽命，應(yīng)適當(dāng)增加電池容量，且客戶要求的電池備用時(shí)間為2天，取電池放電深度為0.7，該項(xiàng)目采用110節(jié)的1000AH/2V的膠體電池串聯(lián)，總?cè)萘繛?20000VAH，可利用電量約為154kwh，可以滿足2天的后備時(shí)間的用電需求。

5）系統(tǒng)方案圖