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光伏離網發電系統，主要用于解決無電或者少電地區居民基本用電問題。光伏離網發電系統主要由光伏組件、支架、控制器、逆變器、蓄電池以及配電系統組成。與光伏并網系統相比，離網系統多了控制器和蓄電池，逆變器直接帶動負載，因此電氣系統更復雜。由于離網系統可能是用戶唯一的用電來源，用戶對系統依賴性大，因此離網系統設計和運行要更加可靠。


離網系統常見的設計問題


光伏離網系統沒有統一的規格，要根據用戶的需求去設計，主要考慮組件、逆變器、控制器、蓄電池，電纜、開關等設備的選型和計算。設計之前，前期工作要做好，需要先了解用戶的負載類型和功率，安裝地點的氣候條件，用戶的用電量，需求弄清楚后，方可做好方案。


1、組件的電壓和蓄電池的電壓要匹配，PWM型控制器太陽能組件和蓄電池之間通過一個電子開關相連接，中間沒有電感等裝置，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控制器，中間有一個功率開關管和電感等電路，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。


2、組件的輸出功率和控制器的功率要相近，如一個48V30A的控制器，輸出功率為1440VA，組件的功率應該在1500W左右。選擇控制器時，先看蓄電池的電壓，再用組件功率除以蓄電池的電壓，就是控制器的輸出電流。


3、如果一臺逆變器功率不夠，需要多臺逆變器并聯，光伏離網系統輸出連接負載，每個逆變器輸出端電壓和電流相位和幅值都不一樣，逆變器如果輸出端并聯，要加上有并機功能的逆變器。

離網系統調試時常見問題


1逆變器LCD沒有顯示01


故障分析


沒有蓄電池直流輸入，逆變器LCD電源是由蓄電池供電的。


02可能原因


(1)蓄電池電壓不夠。蓄電池剛出廠時，一般都會充滿電，但蓄電池如果長時間不用，也會慢慢放完(自放電)。離網系統電壓有12V、24V、48V、96V等多種，有的應用要多個蓄電池串聯才到滿足系統電壓，如果連接電纜沒做好，也會造成蓄電池電壓不夠。


(2)蓄電池端子接反。蓄電池端子有正負兩極，一般是紅色接正極，黑色接負極。


(3)直流開關沒有合上或開關故障。


03


解決辦法


(1)如果是蓄電池電壓不夠，系統不能工作，太陽能不能給蓄電池充電，要去另外找一個地方先把蓄電池充到30%以上。


(2)如果是線路的問題，用萬用表電壓檔測量各個蓄電池電壓。電壓正常時，總電壓是各蓄電池電壓之和。如果沒有電壓，依次檢測直流開關，接線端子，電纜接頭等是否正常


(3)如果蓄電池電壓正常，接線正常，開關也打開了，逆變器還是沒有顯示，則可能是逆變器發生故障，要通知廠家檢修。


2蓄電池不能充電


01故障分析


蓄電池是通過光伏組件和控制器，或者市電和控制器來充電的。


02可能原因


(1)組件原因：組件電壓不夠，陽光偏低，組件和直流電纜接線不好。


(2)蓄電池電路接線不好。


(3)蓄電池已充滿，達到最高電壓。


03解決辦法


(1)依次檢測直流開關、接線端子、電纜接頭、組件、蓄電池等是否正常。如果有多路組件，要分開單獨接入測試。


(2)當蓄電池達到滿荷電時，就不能再充電了，但不同的蓄電池充滿電時電壓不一樣，如額定電壓為12V的蓄電池，充滿電時電壓在12.8~13.5V之間，主要和蓄電池滿荷電時的電解液比重有關。要根據蓄電池的型號調整最高限壓。


(3)輸入過流：蓄電池的充電電流一般為0.1C-0.2C，最大不超過0.3C，例如1節鉛酸蓄電池12V200AH，充電電流一般在20A到40A之間，最大不能超過60A。組件功率要和控制器功率相配合。


(4)輸入過壓：組件輸入電壓過高，檢查電池板電壓，若確實高，可能原因為電池板配置串數過多，減少電池板串數


3逆變器顯示過載或者不能啟動01


故障分析


負載功率大于逆變器或者蓄電池功率。


02可能原因


(1)逆變器過載：逆變器過載超出時間范圍，負載功率超出最大值，調整負載大小。


(2)蓄電池過載：放電電流一般為0.2C-0.3C，最大不超過0.5C，1節12V200AH鉛酸蓄電池，輸出最大功率不超過2400W，不同的廠家，不同的型號，具體的數值也不一樣。


(3)負載是電梯之類的負載不能直接和逆變器輸出端相連接，因為電梯在下降時，電動機反轉，會產生一個反電動勢，進入逆變器時，對逆變器有損壞。如果必須要用離網系統，建議在逆變器和電梯電動機之間加一個變頻器。


(4)感性負載啟動功率過大。


03解決辦法


負載的額定功率要低于逆變器功率，負載的峰值功率不能大于逆變器額定功率的1.5倍。


蓄電池常見問題


1短路現象及原因


鉛酸蓄電池的短路是指鉛酸蓄電池內部正負極群相連。鉛酸蓄電池短路現象主要表現在以下幾個方面：


開路電壓低，閉路電壓(放電)很快達到終止電壓。大電流放電時，端電壓迅速下降到零。開路時，電解液密度很低，在低溫環境中電解液會出現結冰現象。充電時，電壓上升很慢，始終保持低值(有時降為零)。充電時，電解液溫度上升很高很快。充電時，電解液密度上升很慢或幾乎無變化。充電時不冒氣泡或冒氣出現很晚。


造成鉛酸蓄電池內部短路的原因主要有以下幾個方面：


隔板質量不好或缺損，使極板活性物質穿過，致使正、負極板虛接觸或直接接觸。隔板竄位致使正負極板相連。極板上活性物質膨脹脫落，因脫落的活性物質沉積過多，致使正、負極板下部邊緣或側面邊緣與沉積物相互接觸而造成正負極板相連。導電物體落入電池內造成正、負極板相連。


2極板硫酸化現象及原因


極板硫酸化系是在極板上生成白色堅硬的硫酸鉛結晶，充電時又非常難于轉化為活性物質的硫酸鉛。鉛酸酸蓄電池極板硫酸化后主要有以下幾種現象：


(1)鉛蓄電池在充電過程中電壓上升的很快，其初期和終期電壓過高，終期充電電壓可達2.90V/單格左右。


(2)在放電過程中，電壓降低很快，即過早的降至終止電壓，所以其容量比其它電池顯著降低。


(3)充電時，電解液溫度上升的快，易超過45℃。


(4)充電時，電解液密度低于正常值，且充電時過早地發生氣泡。


造成極板硫酸化主要有以下幾方面的原因：


(1)鉛蓄電池初充電不足或初充電中斷時間較長。


(2)鉛蓄電池長期充電不足。


(3)放電后未能及時充電。


(4)經常過量放電或小電流深放電。


(5)電解液密度過高或者溫度過高，硫酸鉛將深入形成不易恢復。


(6)鉛酸蓄電池擱置時間較長，長期不使用而未定期充電。