Il sistema di generazione di energia fotovoltaica fuori rete non dipende dalla rete elettrica e funziona in modo indipendente ed è ampiamente utilizzato in aree montuose remote, aree senza elettricità, isole, stazioni base di comunicazione e lampioni e altre applicazioni, utilizzando la generazione di energia fotovoltaica per risolvere le esigenze dei residenti in aree senza elettricità, mancanza di elettricità ed elettricità instabile, scuole o piccole fabbriche per vivere e lavorare con l'elettricità, la generazione di energia fotovoltaica con i vantaggi di un'economia pulita, protezione ambientale, nessun rumore può sostituire parzialmente o completamente il diesel La funzione di generazione di energia del generatore.

1 Classificazione e composizione del sistema di generazione di energia fotovoltaica fuori rete
I sistemi di generazione di energia fotovoltaica off-grid sono generalmente classificati in piccoli sistemi a corrente continua (CC), piccoli e medi sistemi di generazione di energia off-grid e grandi sistemi di generazione di energia off-grid. I piccoli sistemi a corrente continua (CC) servono principalmente a soddisfare le esigenze di illuminazione più elementari in aree prive di elettricità; i piccoli e medi sistemi off-grid servono principalmente a soddisfare il fabbisogno elettrico di famiglie, scuole e piccole fabbriche; i grandi sistemi off-grid servono principalmente a soddisfare il fabbisogno elettrico di interi villaggi e isole, e ora rientrano anche nella categoria dei sistemi micro-reti.
Un sistema di generazione di energia fotovoltaica fuori dalla rete è generalmente composto da pannelli fotovoltaici costituiti da moduli solari, regolatori solari, inverter, batterie, carichi, ecc.
Il pannello fotovoltaico converte l'energia solare in elettricità quando c'è luce e fornisce energia al carico tramite il regolatore solare e l'inverter (o macchina di controllo inverso), caricando al contempo il pacco batterie; in assenza di luce, la batteria fornisce energia al carico CA tramite l'inverter.
2 apparecchiature principali del sistema di generazione di energia fotovoltaica fuori rete
01. Moduli
Il modulo fotovoltaico è una parte importante di un sistema di generazione di energia fotovoltaica off-grid, il cui ruolo è convertire l'energia della radiazione solare in energia elettrica a corrente continua. Le caratteristiche di irraggiamento e di temperatura sono i due fattori principali che influenzano le prestazioni del modulo.
02、Inverter
L'inverter è un dispositivo che converte la corrente continua (CC) in corrente alternata (CA) per soddisfare il fabbisogno energetico dei carichi CA.
In base alla forma d'onda in uscita, gli inverter possono essere suddivisi in inverter a onda quadra, inverter a onda a gradino e inverter a onda sinusoidale. Gli inverter a onda sinusoidale sono caratterizzati da elevata efficienza, basso contenuto di armoniche, possono essere applicati a tutti i tipi di carichi e hanno un'elevata capacità di carico per carichi induttivi o capacitivi.
03、Controller
La funzione principale del regolatore fotovoltaico è quella di regolare e controllare la potenza continua emessa dai moduli fotovoltaici e di gestire in modo intelligente la carica e la scarica della batteria. I sistemi off-grid devono essere configurati in base al livello di tensione continua e alla capacità di potenza del sistema, con le specifiche appropriate del regolatore fotovoltaico. I regolatori fotovoltaici sono suddivisi in PWM e MPPT, comunemente disponibili in diversi livelli di tensione di 12 V, 24 V e 48 V CC.
04、Batteria
La batteria è il dispositivo di accumulo dell'energia del sistema di generazione di energia e il suo ruolo è quello di immagazzinare l'energia elettrica emessa dal modulo fotovoltaico per fornire energia al carico durante il consumo di energia.
05、Monitoraggio
3. Dettagli sulla progettazione e selezione del sistema Principi di progettazione: garantire che il carico soddisfi i requisiti di elettricità, con un minimo di moduli fotovoltaici e capacità della batteria, al fine di ridurre al minimo gli investimenti.
01、Progettazione del modulo fotovoltaico
Formula di riferimento: P0 = (P × t × Q) / (η1 × T) formula: P0 – la potenza di picco del modulo di celle solari, unità Wp; P – la potenza del carico, unità W; t – -le ore giornaliere di consumo di elettricità del carico, unità H; η1 – è l'efficienza del sistema; T – la media locale delle ore di picco di sole giornaliere, unità HQ – – fattore di surplus del periodo nuvoloso continuo (generalmente da 1,2 a 2)
02, progettazione del controller fotovoltaico
Formula di riferimento: I = P0 / V
Dove: I – corrente di controllo del controller FV, unità A; P0 – potenza di picco del modulo della cella solare, unità Wp; V – tensione nominale del pacco batteria, unità V ★ Nota: nelle aree ad alta quota, il controller FV deve aumentare un certo margine e ridurre la capacità da utilizzare.
03、Inverter fuori rete
Formula di riferimento: Pn=(P*Q)/Cosθ Nella formula: Pn – la capacità dell'inverter, unità VA; P – la potenza del carico, unità W; Cosθ – fattore di potenza dell'inverter (generalmente 0,8); Q – il fattore di margine richiesto per l'inverter (generalmente scelto da 1 a 5). ★Nota: a. Carichi diversi (resistivi, induttivi, capacitivi) hanno diverse correnti di spunto all'avvio e diversi fattori di margine. b. Nelle aree ad alta quota, l'inverter deve aumentare un certo margine e ridurre la capacità di utilizzo.
04、Batteria al piombo-acido
Formula di riferimento: C = P × t × T / (V × K × η2) formula: C – capacità del pacco batteria, unità Ah; P – potenza del carico, unità W; t – ore giornaliere di consumo di elettricità del carico, unità H; V – tensione nominale del pacco batteria, unità V; K – coefficiente di scarica della batteria, tenendo conto dell'efficienza della batteria, della profondità di scarica, della temperatura ambiente e dei fattori influenti, generalmente considerato compreso tra 0,4 e 0,7; η2 – efficienza dell'inverter; T – numero di giorni nuvolosi consecutivi.
04、Batteria agli ioni di litio
Formula di riferimento: C = P × t × T / (K × η2)
Dove: C – capacità del pacco batteria, unità kWh; P – potenza del carico, unità W; t – numero di ore di elettricità utilizzate dal carico al giorno, unità H; K – coefficiente di scarica della batteria, tenendo conto dell'efficienza della batteria, della profondità di scarica, della temperatura ambiente e dei fattori influenzanti, generalmente compreso tra 0,8 e 0,9; η2 – efficienza dell'inverter; T – numero di giorni nuvolosi consecutivi. Caso di progetto
Un cliente esistente deve progettare un impianto di generazione di energia fotovoltaica. Le ore di soleggiamento giornaliere medie locali sono considerate su 3 ore, la potenza di tutte le lampade fluorescenti è vicina ai 5 kW e vengono utilizzate per 4 ore al giorno, e le batterie al piombo sono calcolate su 2 giorni di cielo coperto continuo. Calcolare la configurazione di questo impianto.