以下是光伏離網發電中“**先逆后儲**”方案的詳細解析,涵蓋工作原理、系統配置、優缺點及適用場景:
“先逆后儲”指光伏發電系統**先將直流電(DC)逆變為交流電(AC)**,再將多余電能通過交流端儲存至電池的配置。與傳統“先儲后逆”(光伏→電池→逆變→負載)不同,其能量流為:
光伏 → 逆變器 → 負載(直接用電) → 剩余電能 → 交流充電器 → 電池儲存 → 逆變器 → 負載
1. 核心組件:
- 光伏陣列:發電直流電(DC)。
- 并網/離網逆變器:將光伏直流電轉換為交流電(AC)。
- 雙向逆變器(或AC充電器):將多余交流電轉換為直流電(DC)給電池充電。
- 儲能電池:儲存電能(多為鋰電池)。
- 控制系統:管理能量分配與充放電。
2. 工作流程(以晴天為例):
- 白天:
1. 光伏發電經逆變器轉為220V交流電,優先供給負載;
2. 多余電能通過雙向逆變器(或AC充電器)轉為直流電,存入電池;
3. 電池充滿后,系統停止充電或進入浮充狀態。
- 夜間/陰天:
電池儲存的直流電經雙向逆變器轉為交流電,繼續供電。
優勢:
1. 兼容性強:
- 可接入多種交流電源(如柴油發電機、風能AC輸出),便于多能源混合。
- 適配現有并網系統改造(加裝儲能無需更換原逆變器)。
2. 靈活擴展:
- 電池容量獨立設計,不受光伏電壓限制,擴容方便。
3. 維護便利:
- 電池與光伏系統通過交流端隔離,故障排查更簡單。
劣勢:
1. 效率較低:
- 電能需經歷 DC→AC→DC→AC 多次轉換,整體效率約**75%~85%**(傳統“先儲后逆”效率可達90%以上)。
2. 成本較高:
- 需額外配置雙向逆變器或AC充電器,設備成本增加10%~20%。
3. 動態響應慢:
- 多級轉換導致負載突變時響應延遲(如電機啟動可能引發電壓波動)。
1. 已有并網系統的儲能改造:
- 在原有并網光伏系統中加裝電池,實現自發自用+備用電源功能。
2. 多能源混合供電:
- 需整合光伏、柴油發電機、風電等交流電源的離網場景。
3. 交流負載占比高的場景:
- 負載以交流設備為主(如空調、機床),且需高靈活性儲能。
組件 | 規格參數 | 數量 | 功能說明 |
光伏組件 | 550W單晶硅 | 6塊 | 總功率3.3kW,日均發電13kWh |
并網逆變器 | 3kW單相輸出 | 1臺 | 光伏DC→AC轉換 |
雙向逆變器 | 5kW(支持充放電) | 1臺 | 交流→直流充電,直流→交流放電 |
磷酸鐵鋰電池 | 48V 200Ah(9.6kWh) | 1組 | 儲能,支持1天備電 |
智能電表/控制器 | 支持能量管理 | 1套 | 控制充放電策略 |
總成本估算:約25,000~35,000元(含安裝)。
對比項 | 先逆后儲方案 | 傳統先儲后逆方案 |
能量轉換路徑 | DC→AC→DC→AC | DC→DC→AC |
系統效率 | 75%~85% | 85%~92% |
電池兼容性 | 靈活(電壓不受光伏限制) | 需匹配光伏陣列電壓 |
多能源接入 | 易整合交流電源(柴油機、風電) | 需額外DC耦合設備 |
成本 | 較高(需雙向逆變器) | 較低 |
適用場景 |
改造項目、多能源混合 | 新建離網系統、高能效需求 |
七、選型建議
1. 優先選擇場景:
- 已有并網系統改造為離網儲能;
- 需兼容柴油發電機或其他交流電源的混合供電場景。
2. 避坑指南:
- 避免小功率系統使用此方案(轉換損耗占比過高);
- 選擇高效率雙向逆變器(如華為、固德威、古瑞瓦特品牌);
- 電池容量需額外增加20%以補償效率損失。
“先逆后儲”方案雖效率略低,但在特定場景(如多能源整合、系統改造)中具有獨特優勢。設計時需重點優化轉換設備選型,并通過智能控制策略減少能量損耗。
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