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并网、离网与混合光伏系统的区别

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比较三种光伏系统的运行方式、停电响应、相对费用和适用场景,并通过交互图观察变化。

利用太阳能的三种方式

所有系统都从光伏组件产生直流电开始。区别在于这些能量是送入电网、储存在电池中,还是两者兼用。这一选择影响初期费用、维护内容,以及供电公司停电时哪些负载能够继续运行。选择前应先明确主要目标:降低电费、为无电网场所供电,还是兼顾自用与备用电源。

并网型

连接公共电网

  1. 组件
  2. 逆变器
  3. 电表
  4. 电网
  • 每kWp成本通常较低
  • 无需维护蓄电池
  • 余电结算取决于当地制度和合同
  • 停电时常规并网输出停止,防止孤岛运行

离网型

不依赖公共电网

  1. 组件
  2. 控制器
  3. 电池组
  4. 逆变器
  • 没有电网也能使用
  • 适合农场与偏远地点
  • 需按日照最差的月份设计
  • 通常需要较大的电池组

混合型

电网、光伏与电池结合

  1. 组件
  2. 混合逆变器
  3. 蓄电池
  4. 电网
  • 具备适用备用功能时可在停电期间供电
  • 可在高电价时段使用蓄电池
  • 成本取决于系统配置和电池容量
  • 备用输出仅覆盖所连接且未超额的回路

电网停电时会发生什么

停电响应是三者的重要区别。并网运行会停止,以免向已停电的线路反送电,危及检修人员。离网系统本来就与电网分离,因此不受电网停电影响。混合系统只有在设备支持备用功能、并安装合适的切换和隔离装置时,才能给指定回路继续供电。

交互演示

模拟停电

观察电网停电时,各种系统会如何运行。

并网型

  1. 组件
  2. 逆变器
  3. 住宅
  4. 电网

光伏和电网为住宅供电,剩余电量送入电网。并网输出为安全而停止。即使有阳光,本图所示住宅回路也不会继续获得供电。

离网型

  1. 组件
  2. 电池组
  3. 逆变器
  4. 住宅

组件与电池组为住宅供电,不使用电网。运行方式不变,因为系统不依赖电网。

混合型

  1. 组件
  2. 逆变器与电池
  3. 住宅
  4. 电网

优先使用光伏,夜间使用电池,不足时由电网补充。若已正确安装备用(EPS)功能,逆变器会与电网隔离,继续使用光伏和电池供电。切换时间及覆盖回路取决于型号和安装方式。

三种方式对比

并网型离网型混合型
公共电网需要不使用使用,也可配备备用供电
蓄电池不需要需要,容量较大按用途选择容量
停电响应并网输出停止继续运行备用回路继续运行
相对费用较低较高视配置而定
主要用途降低电费无电网场所自发自用与停电保障
✓ 优点 · ◐ 视情况而定 · ✗ 注意点

长期费用与维护

≈ 0并网系统没有电池维护费用,但仍需清洁和检查接头
10年以上逆变器更换周期的一个示例,取决于产品和使用条件
10年以上日常使用LiFePO4的寿命示例,应核对保修条件
50%铅酸电池常用的放电深度参考值

比较含电池的报价时,应看整个寿命周期内每输出1 kWh的成本,而不只看购买价格。铅酸电池初购可能更便宜,但使用容量、更换次数和维护要求会改变总费用。这里的寿命仅为参考,不是保修承诺;温度、放电深度和循环次数都会影响结果。

如何选择

  1. 现场没有电网,或电网供电极不可靠?
    是 → 离网型按日照最不利的月份设计,并考虑连续阴天。
  2. 停电会影响居家办公、冰柜或水泵?
    是 → 混合型为关键回路规划备用供电。
  3. 并网型适合不装电池、优先提高自用率的方案。以后增加储能可能需要更换逆变器或添加耦合设备。

把不同方案画出来,便于与施工人员和家人讨论需求。下方是完整混合系统的概念示例。明确关键负载、期望供电时间和设备限制后,再让专业人员按当地供电规格与接入要求完成实际设计。

使用Editor Solar绘制系统图

下方是已载入本文示例的Editor Solar编辑器。您可以移动设备、修改标签、连接部件,并导出为PNG、SVG或PDF。所有操作都在浏览器中进行,无需付费。

混合系统示例:组件、电网和蓄电池连接至混合逆变器,为住宅负载供电。

动手试试: 添加关键负载配电箱,把停电期间需要维持的回路单独划分。标注EPS功能及此逆变器需要的切换附件。

现成模板: 并网光伏系统图 · 混合逆变器、电池与电网系统图

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