离网光伏发电系统组成部分介绍

离网光伏发电系统是指不依赖电网运行的光伏发电系统，离网光伏发电系统与公共电网之间没有联系，也被称为独立光伏发电系统。  

离网光伏发电系统的组成主要包括：光伏组件、光伏控制器、储能电池等。若需为交流负载供电，则需配置交流逆变器。

 

图片来源：中国慕课大学《光伏发电工程技术》    

一、光伏组件  

光伏组件也被称为太阳能电池板，由太阳能电池片串联后封装而成，是光伏发电系统的核心部分。其作用是将光能转化为电能。  

因为一块光伏组件可提供的电压和功率有限，所以当所需的电压和功率较大时，需将多个光伏组件串并联组成光伏阵列满足需求。  

光伏组件可被分为晶硅光伏组件和薄膜光伏组件。晶硅光伏组件可被分为单晶硅光伏组件和多晶硅光伏组件。一般，商用光伏组件为晶硅光伏组件。

二、储能电池  

储能电池的作用是储存光伏组件发电电能，并随时为负载供电。光伏发电系统对储能电池的基本要求包括：  

（1）使用寿命长。根据《GB/T22473.1-2021储能用蓄电池 第1部分：光伏离网应用技术条件》（下文简称“标准”）的规定，储能电池的使用寿命需不少于3年。  

（2）深放电能力强。根据百度百科，深放电是指储能电池放出额定容量80%左右电量时的放电。  

（3）充电效率高。标准对各种电池在各种剩余电量条件下的充电效率的要求如图一所示。例如：铅酸蓄电池在SOC（剩余电量）为90%时，充电效率需不小于85%。



图一，图片来源：《GB/T22473.1-2021储能用蓄电池 第1部分：光伏离网应用技术条件》  

（4）维护少或免维护  

（5）价格低廉  

（6）工作范围宽。

个人理解：工作范围宽是指储能电池可于较宽范围的环境温度、相对湿度、海拔高度运行。标准中对各种储能电池可运行环境的规定如图二所示。



图二，图片来源：《GB/T22473.1-2021储能用蓄电池 第1部分：光伏离网应用技术条件》  

一般，光伏组件的储能电池选用阀控式铅酸蓄电池、胶体蓄电池。光伏组件的储能电池也可选用三元锂电池、磷酸铁锂电池，但此二者造价较高。

三、光伏控制器  

光伏控制器的作用是使光伏组件和储能电池高效、安全、可靠工作，以达到能量最大使用效率和延长储能电池的使用寿命。  

光伏控制器可自动防止储能电池过充电和过放电。因为储能电池的循环充放电次数和放电深度决定储能电池的使用寿命，所以光伏发电系统中需要可控制储能电池过充电或过放电的控制器。    

四、光伏逆变器  

逆变器的作用是将直流电转化为交流电。因为太阳能电池（光伏组件）和储能电池均为直流电源，所以当光伏发电系统为交流负载供电时，系统内需被安装逆变器。  

五、光伏控制逆变一体机  

中小型离网光伏发电系统的组成可能包括光伏控制逆变一体机。光伏控制逆变一体机集成了充放电控制和逆变转换功能，可替换离网光伏发电系统的控制器和逆变器。    






审核编辑：刘清