最優離網型太陽能發電站方案

裝系統不求人 5分鐘學會設計

太陽能離網型發電系統，不依賴電網而獨立運行，應用於偏僻山區、無電區、海島

、通訊基站和路燈等應用場所。系統由太陽能板、太陽能控制器，逆變器、蓄電池

組、負載等構成。太陽能板在有光照的情況下將光能轉換為電能，通過太陽能控制

逆變一體機給負載供電，同時給蓄電池組充電；在無光照時，由蓄電池通過逆變器

給交流負載供電。

太陽能板組件 -> 控制器 ---------------------> 直流電負載

|-------> 逆變器-------> 交流電負載

蓄電池

離網型發電系統示意圖

太陽能離網型發電系統是專門針對無電網地區或經常停電地區場所使用的，是剛性

需求，離網型系統不依賴於電網，靠的是「邊儲邊用」或者「先儲後用」的工作模

式，屬於「雪中送炭」的事務。對於無電網地區或經常停電地區家庭來說，離網型

系統具有很強的實用性，目前太陽能離網度/電成本，相比併網系統要高很多，但相

比燃油發電機的度/電成本，還是更經濟環保。

PWM控制器和 MPPT控制器

按充電方式來說，太陽能控制器有 PWM和 MPPT兩種。採用 PWM方式的控制器，組

件和蓄電池之間只有一個開關，通過控制開關的稼動率，來給蓄電池的充電，

PWM方式技術成熟，電路簡單可靠，價格便宜，但組件的利用率較低，目前的組

件利用效率約為 70%。組件的電壓是蓄電池的電壓 1.2~ 2.0倍之間，如果是 24V的蓄

電池，組件輸入電壓在 30~ 50V之間；MPPT太陽能控制器，指具備最大功率點跟蹤

功能的太陽能控制器，組件和蓄電池之間有一個 BUCK降壓電路，MPPT太陽能控

制器能夠時時檢測太陽能板電壓和電流，並不斷追蹤最大功率，使系統始終以最大

功率對蓄電池進行充電，組件的利用率約為 90%以上。組件的電壓是蓄電池的電壓

1.2~ 3.5倍之間，如果是 24V的蓄電池，組件輸入電壓在 30~ 90V之間。

擬正弦波與正弦波

逆變器的波形主要分兩類，一類是正弦波逆變器，另一類是擬正弦波逆變器。擬正

弦波逆變器，採用 PWM脈寬調製方式生成擬正弦波輸出，由於存在 20%左右的諧波

失真，不能帶空調等電感性負載，但可以帶電燈等電阻性負載。擬正弦波逆變器採

用非隔離耦合電路，零件簡單，效率高。純正弦波逆變器採用隔離耦合電路設計，

電路較複雜，成本較高，可以連接任何常見的電器設備（包括電視機、液晶顯示器

等，特別是冰箱等感性負載）而沒有干擾。

分體式與一體式

離網型系統由於多了一個蓄電池，因此必須要配置控制器，用於組件給蓄電池充電

，控制器和逆變器分開，做成兩個設備，就是分體式。把控制器和逆變器集成在一

起，就是一體式，也稱為控制逆變一體式。分體式系統，控制器和逆變器可以分別

選型，但接線比較複雜，適應於組件和逆變器功率相差比較大的系統，以及系統功

率很大的系統。控制逆變一體式系統結構簡單，用戶接線方便，適應於組件和逆變

器功率相差比較小的系統。

太陽能離網型系統，應用場合差異非常大，但有一點是共同的，就是用戶對電的需

求依賴性很大，因此首先要提高系統的可靠性，再就根據客戶的不同需求，提供不

同的方案，在滿足客戶的需求的前提下，儘量增加發電量和減少系統成本。

1、1kW以下的小型離網系統

主要用戶是貧困無電地區，如偏遠山區，非洲某些貧困國家，主要是解決照明

的需求，用戶對價格很敏感，因此建議採用 PWM的控制器，擬正弦波的逆變器

，把控制器、逆變器和蓄電池做成一體。這種方式結構簡單，效率高，用戶接

線方便，價格也很便宜，帶動燈泡、小電視、小風扇也沒有問題。

2、1kW- 10kW的中小型離網系統

中小型離網系統，主要用戶是比較富裕的缺電地區，如一些牧民、海島居民，

中型漁船，比較偏遠的風景區，以及一些通信基地台，監控站等，由於負載

用電時間和功率不一致，組件、逆變器和負載要根據用戶的具體要求去配置。

（1）如果用戶的負載功率比較大，但用電時間不是很長，如一個 3kW的用戶，

每天用電量約 10度，當地平均日照時間 4小時，建議選擇逆變控制一體機，

純正弦波輸出，如古瑞瓦特離網逆變器 SPF5000，組件配 3.5kW，可以帶冰

箱，空調等負載。

（2）如果用戶的負載功率比較小，但用電時間很長，如一個 2kW的用戶，每

天用電量 20度以上，當地平均日照時間 4小時，建議選擇控制器和逆變器分

體式，組件配 6kW，控制器配兩台 48V80A，逆變器配 3kVA。

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