物联网太阳能离网系统解决方案

  广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离网型逆变器、直流负载和交流负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组给直流负载供电，同时蓄电池还要直接给独立逆变器供电，通过独立逆变器逆变成交流电，给交流负载供电。

  太阳电池组件是太阳能供电系统中的主要部分，也是太阳能供电系统中价值最高的部件，其作用是将太阳的辐射能量转换为直流电能；

  也称“光伏控制器”，其作用是对太阳能电池组件所发的电能进行调节和控制，******限度地对蓄电池进行充电，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，光伏控制器应具备温度补偿的功能。

  离网发电系统的核心部件，负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。为了更好的提高光伏发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，逆变器的性能指标非常重要。

  太阳电池组件是将太阳光能直接转变为直流电能的阳光发电装置。按照每个用户对功率和电压的不一样的要求，制成太阳电池组件单个使用，也可以数个太阳电池组件经过串联（以满足电压要求）和并联（以满足电流要求），形成供电阵列提供更大的电功率。太阳电池组件具有高面积比功率，长寿命和高可靠性的特点，在20年有效期内，输出功率下降一般不超过20%。

  一般来说，太阳电池的发电量随着日照强度的增加而按比例增加。随着组件表面的温度上升而略有下降。太阳电池组件的峰值功率Wp是指在日照强度为1000W/M2,AM为1.5，组件表面温度为25℃时的Imax*Umax的值（如上图所示）。

  随着温度的变化，电池组件的电流、电压、功率也将发生明显的变化，组件串联设计时一定要考虑电压负温度系数。

  光伏控制器主要是对太阳电池组件发出的直流电能进行调节和控制，并具有对蓄电池进行充电、放电智能管理功能，在温差较大的地方，光伏控制器应具备温度补偿的功能。

  常见的光伏控制器有DC12V、24V、48V、96V、192V不同电压等级。

  尽量配置1－2组蓄电池，可选用大容量的蓄电池，常见的有12V和2V系列的蓄电池；

  蓄电池串并联时应遵循下列原则：同型号规格、同厂家、同批次、同时安装和使用。

  离网型逆变器是光伏发电系统中的重要部件之一，逆变器选型是根据负载的特性（如阻性、感性或容性）及负载功率大小做出合理的选择的。

  现有客户需设计一套离网光伏发电系统，当地的日平均峰值日照时数按照4小时考虑，现场负载为12盏荧光灯，每盏为100W，总功率为1200W，每天使用10小时，蓄电池按照连续阴雨天2天计算，请计算出该系统的配置。

  太阳电池组件容量计算，参考公式：P0=(P×t×Q)/(1×T)，式中：

  因此，本项目选用24块180Wp太阳电池组件，总功率为4.32kW，按照2块组件串联设计，共12个太阳电池串列。

  （备注：本系统选用DC48V光伏控制器，太阳电池串列分为4路接入光伏控制器。）

  系统选用DC48V光伏控制器额定电流计算，参考公式：I=P0/V，式中：

  蓄电池组的容量计算，参考公式：C=P×t×T/(V×K×2)，式中：

  K蓄电池的放电系数,考虑蓄电池效率、放电深度、环境和温度、影响因素而定，一般取值为0.4～0.7。该值的大小也应该根据系统成本和用户的详细情况综合考虑；

  得出，系统需配置的蓄电池组容量为1200Ah，同时要满足直流电压48V的要求，可采用24只2V/1200Ah的蓄电池进行串联。

  P负载的功率，单位W，感性负载需考虑5倍到8倍左右的裕量；

  不同的负载（阻性、感性、容性），启动冲击电流不一样，选择的裕量系数也不同。

  系统的通讯和监控装置需配置离专用监控软件、工业PC机、显示器、通讯转换设备和通讯电缆。多机版监控软件可实现多台设备同时监控，监控软件界面如下：