一、系統(tǒng)基本原理
離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于偏僻山區(qū)、無電區(qū)、海島、通訊基站和路燈等應(yīng)用場所。系統(tǒng)一般由太陽電池組件組成的光伏方陣、太陽能充放電控制器、蓄電池組、離網(wǎng)型逆變器、直流負(fù)載和交流負(fù)載等構(gòu)成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，通過太陽能充放電控制器給負(fù)載供電，同時給蓄電池組充電；在無光照時，通過太陽能充放電控制器由蓄電池組給直流負(fù)載供電，同時蓄電池還要直接給獨立逆變器供電，通過獨立逆變器逆變成交流電，給交流負(fù)載供電。
圖1 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖
(1)太陽電池組件
太陽電池組件是太陽能供電系統(tǒng)中的主要部分，也是太陽能供電系統(tǒng)中價值最高的部件，其作用是將太陽的輻射能量轉(zhuǎn)換為直流電能；
(2)太陽能充放電控制器
也稱“光伏控制器”，其作用是對太陽能電池組件所發(fā)的電能進行調(diào)節(jié)和控制，最大限度地對蓄電池進行充電，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方，光伏控制器應(yīng)具備溫度補償?shù)墓δ堋?br>
(3)蓄電池組
其主要任務(wù)是貯能，以便在夜間或陰雨天保證負(fù)載用電。
(4)離網(wǎng)型逆變器
離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，負(fù)責(zé)把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交流負(fù)荷使用。為了提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體性能，保證電站的長期穩(wěn)定運行，逆變器的性能指標(biāo)非常重要。
二、主要組成部件介紹
2.1太陽電池組件介紹
3.2太陽電池組件設(shè)計
太陽電池組件容量計算，參考公式：P0=(P×t×Q)/(η1×T)，式中：
P0——太陽電池組件的峰值功率，單位Wp；
P——負(fù)載的功率，單位W；
t——負(fù)載每天的用電小時數(shù)，單位H；
η1——為系統(tǒng)的效率（一般為0.85左右）；
T——當(dāng)?shù)氐娜掌骄逯等照諘r數(shù)，單位H；
Q——連續(xù)陰雨期富余系數(shù)（一般為1.2～2）。
根據(jù)公式計算：
P0=P×t×Q/(η1×T)＝(1200×10×1.2)/(0.85×4)≈4.235（kW）
太陽電池組件數(shù)量：4235/180≈24(塊)
太陽電池組件串聯(lián)數(shù)量：2塊
太陽電池組串?dāng)?shù)量：12串
因此，本項目選用24塊180Wp太陽電池組件，總功率為4.32kW，按照2塊組件串聯(lián)設(shè)計，共12個太陽電池串列。
（備注：本系統(tǒng)選用DC48V光伏控制器，太陽電池串列分為4路接入光伏控制器。）
3.3光伏控制器選型
系統(tǒng)選用DC48V光伏控制器額定電流計算，參考公式：I=P0/V，式中：
I——光伏控制器的控制電流，單位A；
P0——太陽電池組件的峰值功率，單位Wp；
V——蓄電池組的額定電壓，單位V；
根據(jù)公式計算：I=4320/48=90(A)，故可選用1臺SD48100光伏控制器。
備注：
根據(jù)系統(tǒng)的電壓和控制電流確定光伏控制器的規(guī)格型號。
在高海拔地區(qū)，光伏控制器需要放大一定的裕量，降容使用。
圖9 SD48100光伏控制器技術(shù)參數(shù)
3.4蓄電池組設(shè)計
蓄電池組的容量計算，參考公式：C=P×t×T/(V×K×η2)，式中：
C——蓄電池組的容量，單位Ah；
P——負(fù)載的功率，單位W；
t——負(fù)載每天的用電小時數(shù)，單位H；
V——蓄電池組的額定電壓，單位V；
K——蓄電池的放電系數(shù),考慮蓄電池效率、放電深度、環(huán)境溫度、影響因素而定，一般取值為0.4～0.7。該值的大小也應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)成本和用戶的具體情況綜合考慮；
η2——逆變器的效率；
T——連續(xù)陰雨天數(shù)（一般為2～3天）。
根據(jù)公式計算:
C=P×t×T/(V×K×η2)
=1200×10×2/（48×0.5×0.9）
≈1200（Ah）
得出，系統(tǒng)需配置的蓄電池組容量為1200Ah，同時要滿足直流電壓48V的要求，可采用24只2V/1200Ah的蓄電池進行串聯(lián)。
3.5逆變器選型
逆變器額定容量計算，參考公式：Pn=(P*Q)/Cosθ，式中：
Pn——逆變器的容量，單位VA；
P——負(fù)載的功率，單位W，感性負(fù)載需考慮5倍到8倍左右的裕量；
Cosθ——逆變器的功率因數(shù)（一般為0.8）；
Q——逆變器所需的裕量系數(shù)（一般選1.2～5）。
因熒光燈啟動沖擊電流較大，所以本系統(tǒng)的Q系數(shù)取3，根據(jù)公式計算：
Pn=(P*Q)/Cosθ=1200*3/0.8=4.5(KVA)
故可選擇SN485KSD1離網(wǎng)型逆變器。
備注：
不同的負(fù)載（阻性、感性、容性），啟動沖擊電流不一樣，選擇的裕量系數(shù)也不同。
在高海拔地區(qū)，逆變器需要放大一定的裕量，降容使用。
圖10 SN485KSD1逆變器技術(shù)參數(shù)
3.6系統(tǒng)監(jiān)控方案介紹
目前離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的通訊和監(jiān)控方案可采用以下幾種方式：
(1)RS485/232本地通訊
