El sistema de generació d'energia fotovoltaica fora de la xarxa no depèn de la xarxa elèctrica i funciona de manera independent, i s'utilitza àmpliament en zones muntanyoses remotes, zones sense electricitat, illes, estacions base de comunicació i fanals de carrer i altres aplicacions, utilitzant la generació d'energia fotovoltaica per resoldre les necessitats dels residents en zones sense electricitat, manca d'electricitat i electricitat inestable, escoles o petites fàbriques per viure i treballar amb electricitat, la generació d'energia fotovoltaica amb els avantatges de la protecció econòmica, neta i ambiental, sense soroll pot substituir parcialment o substituir completament el dièsel La funció de generació d'energia del generador.

1 Classificació i composició del sistema de generació d'energia fotovoltaica fora de la xarxa
El sistema de generació d'energia fotovoltaica fora de la xarxa es classifica generalment en sistema de CC petit, sistema de generació d'energia fora de la xarxa petit i mitjà i sistema de generació d'energia fora de la xarxa gran. El sistema de CC petit serveix principalment per resoldre les necessitats d'il·luminació més bàsiques en zones sense electricitat; el sistema fora de la xarxa petit i mitjà serveix principalment per resoldre les necessitats elèctriques de famílies, escoles i petites fàbriques; el sistema fora de la xarxa gran serveix principalment per resoldre les necessitats elèctriques de pobles i illes senceres, i aquest sistema ara també es troba en la categoria de sistema de microxarxa.
El sistema de generació d'energia fotovoltaica fora de la xarxa generalment està compost per panells fotovoltaics formats per mòduls solars, controladors solars, inversors, bancs de bateries, càrregues, etc.
El panell fotovoltaic converteix l'energia solar en electricitat quan hi ha llum i subministra energia a la càrrega a través del controlador solar i l'inversor (o màquina de control invers), mentre carrega la bateria; quan no hi ha llum, la bateria subministra energia a la càrrega de CA a través de l'inversor.
2 equips principals del sistema de generació d'energia fotovoltaica fora de la xarxa
01. Mòduls
El mòdul fotovoltaic és una part important del sistema de generació d'energia fotovoltaica fora de la xarxa, la funció del qual és convertir l'energia de la radiació solar en energia elèctrica de corrent continu. Les característiques d'irradiació i les característiques de temperatura són els dos elements principals que afecten el rendiment del mòdul.
02、Inversor
Un inversor és un dispositiu que converteix el corrent continu (CC) en corrent altern (CA) per satisfer les necessitats de potència de les càrregues de CA.
Segons la forma d'ona de sortida, els inversors es poden dividir en inversors d'ona quadrada, inversors d'ona esglaonada i inversors d'ona sinusoidal. Els inversors d'ona sinusoidal es caracteritzen per una alta eficiència, baixos harmònics, es poden aplicar a tot tipus de càrregues i tenen una forta capacitat de càrrega per a càrregues inductives o capacitives.
03、Controlador
La funció principal del controlador fotovoltaic és regular i controlar l'energia de CC emesa pels mòduls fotovoltaics i gestionar la càrrega i descàrrega de la bateria de manera intel·ligent. Els sistemes fora de xarxa s'han de configurar segons el nivell de tensió de CC del sistema i la capacitat de potència del sistema amb les especificacions adequades del controlador fotovoltaic. El controlador fotovoltaic es divideix en tipus PWM i tipus MPPT, habitualment disponibles en diferents nivells de tensió de CC de 12 V, 24 V i 48 V.
04、Bateria
La bateria és el dispositiu d'emmagatzematge d'energia del sistema de generació d'energia, i la seva funció és emmagatzemar l'energia elèctrica emesa pel mòdul fotovoltaic per subministrar energia a la càrrega durant el consum d'energia.
05、Monitorització
3 principis de disseny i selecció del sistema: garantir que la càrrega hagi de complir amb la premissa d'electricitat, amb un mínim de mòduls fotovoltaics i capacitat de la bateria, per tal de minimitzar la inversió.
01. Disseny de mòduls fotovoltaics
Fórmula de referència: P0 = (P × t × Q) / (η1 × T) fórmula: P0 – la potència màxima del mòdul de cèl·lules solars, unitat Wp; P – la potència de la càrrega, unitat W; t – les hores diàries de consum d'electricitat de la càrrega, unitat H; η1 – és l'eficiència del sistema; T – la mitjana local d'hores màximes de sol diàries, unitat HQ – factor excedent del període ennuvolat continu (generalment d'1,2 a 2)
02, Disseny del controlador fotovoltaic
Fórmula de referència: I = P0 / V
On: I – corrent de control del controlador fotovoltaic, unitat A; P0 – potència màxima del mòdul de cèl·lules solars, unitat Wp; V – tensió nominal de la bateria, unitat V ★ Nota: En zones d'alta altitud, el controlador fotovoltaic ha d'ampliar un cert marge i reduir la capacitat d'ús.
03、Inversor fora de xarxa
Fórmula de referència: Pn=(P*Q)/Cosθ A la fórmula: Pn – la capacitat de l'inversor, unitat de VA; P – la potència de la càrrega, unitat de W; Cosθ – factor de potència de l'inversor (generalment 0,8); Q – el factor de marge necessari per a l'inversor (generalment escollit d'1 a 5). ★Nota: a. Diferents càrregues (resistives, inductives, capacitives) tenen diferents corrents d'arrencada i diferents factors de marge. b. En zones d'alta altitud, l'inversor necessita ampliar un cert marge i reduir la capacitat d'ús.
04、Bateria de plom-àcid
Fórmula de referència: C = P × t × T / (V × K × η2) fórmula: C – la capacitat de la bateria, unitat Ah; P – la potència de la càrrega, unitat W; t – les hores diàries de consum d'electricitat de la càrrega, unitat H; V – la tensió nominal de la bateria, unitat V; K – el coeficient de descàrrega de la bateria, tenint en compte l'eficiència de la bateria, la profunditat de la descàrrega, la temperatura ambient i els factors d'influència, generalment considerats com de 0,4 a 0,7; η2 – eficiència de l'inversor; T – el nombre de dies ennuvolats consecutius.
04、Bateria de ions de liti
Fórmula de referència: C = P × t × T / (K × η2)
On: C – la capacitat de la bateria, unitat kWh; P – la potència de la càrrega, unitat W; t – el nombre d'hores d'electricitat utilitzades per la càrrega per dia, unitat H; K – coeficient de descàrrega de la bateria, tenint en compte l'eficiència de la bateria, la profunditat de descàrrega, la temperatura ambient i els factors d'influència, generalment considerats com a 0,8 a 0,9; η2 – eficiència de l'inversor; T – nombre de dies ennuvolats consecutius. Cas de disseny
Un client existent necessita dissenyar un sistema de generació d'energia fotovoltaica, la mitjana local d'hores màximes de sol diàries es considera segons 3 hores, la potència de totes les làmpades fluorescents és propera als 5 kW i s'utilitzen durant 4 hores al dia, i les bateries de plom-àcid es calculen segons 2 dies de dies ennuvolats continus. Calcula la configuració d'aquest sistema.