基础3：常见纯光伏离网系统构造模式有哪些及效率分析

studerchina

我经常被问到，纯光伏系统构建，如何提高效率，索性我就写了一个常见的构造方式，公布出来，供大家参考。


我遇到不少案例，设计者都说，客户的负载白天不用电或者很少，只是晚上用电，而且很多时候都是在有电网的地方，客户希望使用太阳能发电。看完我的分析之后，我希望大家从设计者角度来分析一下，这种负载用电方式到底适合不适合光伏？

各位，如果光伏不追求高效那是没有任何前途的，美其名曰是绿色环保，但是差的系统设计就是一种严重浪费。我们应该改变一下设计的传统理念！
纯光伏离网系统常见构造模式及效率分析.ppt (3.21 MB, 下载次数: 80)

2012-12-3 20:21 上传

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天黑好办事

现在做什么东西都要先做一个环保评估吧

bayernde

客户的负载白天不用电或者很少，只是晚上用电,单纯靠增大蓄电池现在基本应该淘汰了，可是负载用电时间又确实制约，就看安装地点的风能或其他能源的补充能力了

studerchina

bayernde 发表于 2011-12-21 11:17
客户的负载白天不用电或者很少，只是晚上用电,单纯靠增大蓄电池现在基本应该淘汰了，可是负载用电时间又确实 ...

非常感谢您的回复。

希望有更多的工程师设计者有您这样的思路。太阳能行业涌入大量的新人，他们还在走老的道路。

现在不断还有人喜欢，直流侧超过48V的太阳能充电控制器和逆变器，本身就是对离网系统效率的无知和麻木。

柴油机互补是全球最通用的方式，具有极强的适用能力。
大家不要对柴油机恐惧，其实系统构建和设计都非常简单

新手报道

柴油机和风机出来的电都是交流电,那控制器是不是要单独考虑了?

studerchina

新手报道 发表于 2011-12-21 16:32
柴油机和风机出来的电都是交流电,那控制器是不是要单独考虑了?

柴油机发出的是交流电，可以被负载直接使用。双向逆变器可以将柴油机多余的能量给蓄电池充电。

风机发出的交流电其电压和频率及波形，交流负载没有办法使用。通常是将风机连接风机充电控制器，并联在蓄电池两侧。

太阳能充电控制器也是并联在蓄电池两侧。

直流母线上的蓄电池与发电源及负载的连接都是并联方式。如果不明白，我可以发给你一张图看看。这是基本功，但是不是很多工程师都清楚。

smile0213

studerchina 发表于 2011-12-21 19:57
柴油机发出的是交流电，可以被负载直接使用。双向逆变器可以将柴油机多余的能量给蓄电池充电。

风机发 ...

如果照您说的直流母线上的蓄电池、负载、发电源都是并联，岂不是在蓄电池、负载、发电源的输出端都要安装一个控制/逆变设备，这样成本岂不是会比单个控制的更高。

看了您说的系统，感觉想法很好，系统的效率也比较高，在相对较大的系统中应该能发挥比较好的作用，但是对于家用系统，几千瓦大小的系统，您这样的配置是不是成本比较大。

另外为什么不推荐使用48V以上的系统，电压低，线损不就是会比较大么，这个您怎么考虑的？

studerchina

smile0213 发表于 2011-12-22 09:02
如果照您说的直流母线上的蓄电池、负载、发电源都是并联，岂不是在蓄电池、负载、发电源的输出端都要安装 ...

如果照您说的直流母线上的蓄电池、负载、发电源都是并联，岂不是在蓄电池、负载、发电源的输出端都要安装一个控制/逆变设备，这样成本岂不是会比单个控制的更高。

【回答】这是一个新人经常会问到的问题，请参考我的帖子《直流母线结构到底是什么》

看了您说的系统，感觉想法很好，系统的效率也比较高，在相对较大的系统中应该能发挥比较好的作用，但是对于家用系统，几千瓦大小的系统，您这样的配置是不是成本比较大。

【回答】我提供了一个分析，目的是让设计者关注各种不同的构造方式下，白天或晚上负载的用电效率。如果客户不关心效率，最关心是初始投资，这是客户的决定。
但是，最起码，纯光伏系统晚上只有蓄电池供电，要考虑其它能量源互补的方式来提供用电效率。

有一个明确的结论：纯光伏系统的造价是最昂贵的，混合系统可以提高效率，降低初始投资。

另外为什么不推荐使用48V以上的系统，电压低，线损不就是会比较大么，这个您怎么考虑的？
【回答】直流侧超过48V，其动机是因为直流侧蓄电池容量太大，希望提高直流侧电压来降低电流。
首先，这是一个设计误区，储能装置容量大，100%是为了晚上给负载供电。但是从效率分析，这种供电方式是效率最低的。如果能采取其它设计方法比如风机或柴油机互补，那蓄电池容量是不是就可以下降了。换言之，48V直流侧电压对应电流也不会很大了。

另外，直流侧48V，超过了法律规定的安全电压，会出致命危险。很多设计者都是忽略的，或者不在乎。

直流侧超过48V的太阳能充电控制器，都没有MPPT功能，组件发电效率会损失高达20%。造成极大的浪费。
任何超过48V的充电器或逆变器，其功率元件就不能使用MOSFET，而要采用内阻更大胆耐压更高的功率元件（比如IGBT)，但致命的是这些设备的自耗电是非常大的。
实际案例：直流220V的逆变器，自身耗电不会低于额定功率的2%，以一个50KW逆变器为例，自身耗电大约在1000W左右，1天下来自身消耗20多度电。

还有其它理由。

赵防震

说的非常好 蓄电池容量设计过大是一种弊端  初始投资大，尽量设计混合能源互补系统

光伏电子

我感觉并不是说直流侧选高电压不对 这都是根据实际情况定的 虽说48V 及以上电压都超过安全电压这都是要和控制器、逆变器适配的 所以不能只以减低成本而考虑，另外在特殊的情况也不能才有混合系统，若通信中继站要求是48V直流电压的 。以上是我的想法，可能又不对的地方 希望见谅