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10kW油光互补离网系统设计全过程

在一些远离大电网的偏远山区、景区和海岛，人们为了生活方便，常用燃油发电机来提供电源。近年来随着光伏组件、蓄电池、逆变器等设备价格下降，光伏系统的成本逐年下降，而燃油价格却在逐年上涨，安装光伏发电系统开始进入首选，光伏发电和燃油发电各有其优缺点。

光伏发电环保、没有噪声，单瓦成本低，但初始投资高，而且受天气影响大；燃油发电初始投资低，不受天气影响，但不环保，单瓦成本高，且存在噪音污染问题，影响生活质量。实践证明，采用光伏发电为主，燃油发电为辅，加上合适的储能系统，具有更好的经济性和实用性。

▲古瑞瓦特离网案例

一、光伏发电和燃油发电成本分析

离网光伏发电系统的寿命周期成本=投资成本＋运营维护费+财务成本，离网光伏系统投资成本，包括光伏组件、蓄电池、逆变器、配电柜、支架、电缆等设备和材料购置费和安装费；运营维护费包括运营人员工资、逆变器等电气设备维修费、光伏组件清洗费等，光伏系统运营期一般为20-25年。光伏系统的输入能量来自太阳，在运营期内光伏系统不需要其他能源，也几乎不产生残余物，光伏系统中没有易损的旋转部件，而组件等主要电气设备使用寿命均在25年以上，系统的维护工作量很小，每年的维护费用占系统成本5%左右。但光伏发电受天气影响非常大，阴雨天不能发电，因此在系统设计时，要考虑当地的天气。对用电有要求的用户，还应考虑连续阴雨天的天数。

燃油发电的寿命周期成本为：柴油发电投资成本，主要有柴油发电机组及配套设施的购置费、工程费；寿命周期内的燃油费；机组寿命周期内的运行维护成本，主要有机组寿命周期内的维修费用、机油等耗材费用，在各项费用中，燃油费所占比较大，一般情况下燃油发电机组发电的转化效率约为31%，算上转化率组1升柴油能发3度电左右。

二、10kW油光互补系统设计案例

例客户用电需求和光照情况

安装地在海岛，主要负载是照明，风扇，海水淡化设备，负载功率为5kW，其中感性负载2kW，白天用电25度，晚上用电15度，客户对用电要求高，至少保证连续阴雨天5天有电用。当时平均峰值日照为5小时。

☆为了对比油光储系统和光储系统的优劣，我们先设计一个光储系统，再设计一个油光储系统，进行成本对比。

0110kW离网光伏发电系统设计

根据负载功率为5kW，逆变器选用10kW离网一体机，客户要求保证连续阴雨天5天，每天用电量为40度，所以蓄电池至少要用200度可用电量，按0.9的放电深度，蓄电池需要220度的容量。组件要先满足每天40度的用量，还需给备用的蓄电池充电，按照当地的天气情况，两个连续5天阴雨天的间隔时间，平均大约30天，所以留5度给备用的蓄电池充电，离网系统效率约0.8，组件需要12kW，离网一体机本身可安装组件为10kW，还需要外配一个2kW的光伏控制器。

成本计算：36块340W组件，成本2.2万元，10kW离网一体机1万元，48V50A控制器2000元，220度锂电池40万元，支架、电缆、安装费用约1.6万元，总价格约为45万元。

0210kW离网油光互补发电系统设计

根据负载，逆变器选用10kW离网一体机，5天阴雨天采用燃油发电机来保证用电，12kW柴油发电机，储备100升柴油，蓄电池只需满足晚上用电，配30度电，组件满足一天用电40度，设计采用30块340W的组件，可以满足客户的要求。

成本计算：30块340W组件，成本1.84万元，10kW离网一体机1万元，30度锂电池6万元，支架、电缆、安装费用约1.5万元，柴油发电机价格1.8万，柴油约600元，总投资约10.4万。

三、方案设计和调试

通过对比，在无电网地区，对用电要求高，阴雨天多的场合，采用光伏系统为主，燃油发电机为辅助的混合供电系统。与纯离网光伏对比，可节省大量昂贵的蓄电池，度电成本也可下降很多，因此设计采用离网油光互补发电系统方案。

组件是30块，采用3串10并的方式，接入逆变器中，蓄电池组、负载、燃油发电机分别接入逆变器相应的接口中。

设备调试时，需要把逆变器的输出干接点功能设置为启动发电机，当蓄电池的电不够时，通过逆变器的干接点，启动燃油发电机，经过逆变器旁路开关给负载供电。