El sistema de generación de energía fotovoltaica fuera de la red no depende de la red eléctrica y funciona de forma independiente, y se usa ampliamente en áreas montañosas remotas, áreas sin electricidad, islas, estaciones base de comunicaciones y alumbrado público y otras aplicaciones, utilizando la generación de energía fotovoltaica para resolver las necesidades de los residentes en áreas sin electricidad, falta de electricidad y electricidad inestable, escuelas o pequeñas fábricas para vivir y trabajar con electricidad, generación de energía fotovoltaica con las ventajas de economía, limpieza, protección del medio ambiente, sin ruido puede reemplazar parcialmente o reemplazar completamente el diésel La función de generación de energía del generador.

1 Clasificación y composición del sistema de generación de energía fotovoltaica fuera de la red
Los sistemas de generación de energía fotovoltaica aislados de la red se clasifican generalmente en sistemas de CC pequeños, sistemas de generación de energía aislados de la red pequeños y medianos, y sistemas de generación de energía aislados de la red grandes. Los sistemas de CC pequeños se utilizan principalmente para cubrir las necesidades básicas de iluminación en zonas sin electricidad; los sistemas aislados de la red pequeños y medianos se utilizan principalmente para cubrir las necesidades eléctricas de hogares, escuelas y pequeñas fábricas; y los sistemas aislados de la red grandes se utilizan principalmente para cubrir las necesidades eléctricas de pueblos e islas enteras, y actualmente también se clasifican como sistemas de microrredes.
El sistema de generación de energía fotovoltaica fuera de la red generalmente está compuesto por conjuntos fotovoltaicos formados por módulos solares, controladores solares, inversores, bancos de baterías, cargas, etc.
El conjunto fotovoltaico convierte la energía solar en electricidad cuando hay luz y suministra energía a la carga a través del controlador solar y el inversor (o máquina de control inverso), mientras carga la batería; cuando no hay luz, la batería suministra energía a la carga de CA a través del inversor.
2 Equipos principales del sistema de generación de energía fotovoltaica fuera de la red
01. Módulos
El módulo fotovoltaico es un componente importante de los sistemas de generación de energía fotovoltaica aislados de la red eléctrica. Su función es convertir la radiación solar en energía eléctrica de CC. Las características de irradiación y temperatura son los dos elementos principales que afectan el rendimiento del módulo.
02、Inversor
El inversor es un dispositivo que convierte la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA) para satisfacer las necesidades de energía de las cargas de CA.
Según la forma de onda de salida, los inversores se dividen en inversores de onda cuadrada, inversores de onda escalonada e inversores de onda sinusoidal. Los inversores de onda sinusoidal se caracterizan por su alta eficiencia, bajos armónicos, compatibilidad con todo tipo de cargas y alta capacidad de carga para cargas inductivas o capacitivas.
03、Controlador
La función principal del controlador fotovoltaico es regular y controlar la potencia de CC emitida por los módulos fotovoltaicos y gestionar inteligentemente la carga y descarga de la batería. Los sistemas aislados deben configurarse según el nivel de tensión de CC y la capacidad de potencia del sistema, con las especificaciones adecuadas del controlador fotovoltaico. Los controladores fotovoltaicos se dividen en PWM y MPPT, y suelen estar disponibles en diferentes niveles de tensión de CC: 12 V, 24 V y 48 V.
04、Batería
La batería es el dispositivo de almacenamiento de energía del sistema de generación de energía y su función es almacenar la energía eléctrica emitida por el módulo fotovoltaico para suministrar energía a la carga durante el consumo de energía.
05、Monitoreo
3. Principios de diseño de detalles de diseño y selección del sistema: garantizar que la carga cumpla con la premisa de la electricidad, con un mínimo de módulos fotovoltaicos y capacidad de batería, a fin de minimizar la inversión.
01、Diseño de módulos fotovoltaicos
Fórmula de referencia: P0 = (P × t × Q) / (η1 × T) fórmula: P0 – potencia pico del módulo de células solares, unidad Wp; P – potencia de la carga, unidad W; t – horas diarias de consumo eléctrico de la carga, unidad H; η1 -es la eficiencia del sistema; T -promedio local de horas pico de sol diarias, unidad HQ- – factor de excedente de período nublado continuo (generalmente de 1,2 a 2)
02, Diseño del controlador fotovoltaico
Fórmula de referencia: I = P0 / V
Dónde: I – corriente de control del controlador fotovoltaico, unidad A; P0 – potencia máxima del módulo de celda solar, unidad Wp; V – voltaje nominal del paquete de baterías, unidad V ★ Nota: En áreas de gran altitud, el controlador fotovoltaico necesita ampliar un cierto margen y reducir la capacidad de uso.
03、Inversor fuera de la red
Fórmula de referencia: Pn=(P*Q)/Cosθ. En la fórmula: Pn: capacidad del inversor, expresada en VA; P: potencia de la carga, expresada en W; Cosθ: factor de potencia del inversor (generalmente 0,8); Q: factor de margen requerido por el inversor (generalmente entre 1 y 5). ★Nota: a. Las distintas cargas (resistivas, inductivas y capacitivas) tienen diferentes corrientes de entrada de arranque y diferentes factores de margen. b. En zonas de gran altitud, el inversor debe ampliar un cierto margen y reducir la capacidad de uso.
04、Batería de plomo-ácido
Fórmula de referencia: C = P × t × T / (V × K × η2) fórmula: C – la capacidad del paquete de baterías, unidad Ah; P – la potencia de la carga, unidad W; t – las horas diarias de consumo de electricidad de la carga, unidad H; V – el voltaje nominal del paquete de baterías, unidad V; K – el coeficiente de descarga de la batería, teniendo en cuenta la eficiencia de la batería, la profundidad de descarga, la temperatura ambiente y los factores influyentes, generalmente tomados como 0,4 a 0,7; η2 – eficiencia del inversor; T – el número de días nublados consecutivos.
04、Batería de iones de litio
Fórmula de referencia: C = P × t × T / (K × η2)
Donde: C – capacidad del paquete de baterías, en kWh; P – potencia de la carga, en W; t – número de horas de electricidad consumidas por la carga al día, en H; K – coeficiente de descarga de la batería, considerando la eficiencia de la batería, la profundidad de descarga, la temperatura ambiente y otros factores, generalmente entre 0,8 y 0,9; η2 – eficiencia del inversor; T – número de días nublados consecutivos. Caso de diseño
Un cliente necesita diseñar un sistema de generación de energía fotovoltaica. El promedio local de horas pico de sol se calcula en 3 horas diarias. La potencia de todas las lámparas fluorescentes es cercana a los 5 kW y se utilizan durante 4 horas al día. Las baterías de plomo-ácido se calculan considerando 2 días de días nublados continuos. Calcule la configuración de este sistema.