以下是光伏离网发电中“**先逆后储**”方案的详细解析,涵盖工作原理、系统配置、优缺点及适用场景:
“先逆后储”指光伏发电系统**先将直流电(DC)逆变为交流电(AC)**,再将多余电能通过交流端储存至电池的配置。与传统“先储后逆”(光伏→电池→逆变→负载)不同,其能量流为:
光伏 → 逆变器 → 负载(直接用电) → 剩余电能 → 交流充电器 → 电池储存 → 逆变器 → 负载
1. 核心组件:
- 光伏阵列:发电直流电(DC)。
- 并网/离网逆变器:将光伏直流电转换为交流电(AC)。
- 双向逆变器(或AC充电器):将多余交流电转换为直流电(DC)给电池充电。
- 储能电池:储存电能(多为锂电池)。
- 控制系统:管理能量分配与充放电。
2. 工作流程(以晴天为例):
- 白天:
1. 光伏发电经逆变器转为220V交流电,优先供给负载;
2. 多余电能通过双向逆变器(或AC充电器)转为直流电,存入电池;
3. 电池充满后,系统停止充电或进入浮充状态。
- 夜间/阴天:
电池储存的直流电经双向逆变器转为交流电,继续供电。
优势:
1. 兼容性强:
- 可接入多种交流电源(如柴油发电机、风能AC输出),便于多能源混合。
- 适配现有并网系统改造(加装储能无需更换原逆变器)。
2. 灵活扩展:
- 电池容量独立设计,不受光伏电压限制,扩容方便。
3. 维护便利:
- 电池与光伏系统通过交流端隔离,故障排查更简单。
劣势:
1. 效率较低:
- 电能需经历 DC→AC→DC→AC 多次转换,整体效率约**75%~85%**(传统“先储后逆”效率可达90%以上)。
2. 成本较高:
- 需额外配置双向逆变器或AC充电器,设备成本增加10%~20%。
3. 动态响应慢:
- 多级转换导致负载突变时响应延迟(如电机启动可能引发电压波动)。
1. 已有并网系统的储能改造:
- 在原有并网光伏系统中加装电池,实现自发自用+备用电源功能。
2. 多能源混合供电:
- 需整合光伏、柴油发电机、风电等交流电源的离网场景。
3. 交流负载占比高的场景:
- 负载以交流设备为主(如空调、机床),且需高灵活性储能。
组件 | 规格参数 | 数量 | 功能说明 |
光伏组件 | 550W单晶硅 | 6块 | 总功率3.3kW,日均发电13kWh |
并网逆变器 | 3kW单相输出 | 1台 | 光伏DC→AC转换 |
双向逆变器 | 5kW(支持充放电) | 1台 | 交流→直流充电,直流→交流放电 |
磷酸铁锂电池 | 48V 200Ah(9.6kWh) | 1组 | 储能,支持1天备电 |
智能电表/控制器 | 支持能量管理 | 1套 | 控制充放电策略 |
总成本估算:约25,000~35,000元(含安装)。
对比项 | 先逆后储方案 | 传统先储后逆方案 |
能量转换路径 | DC→AC→DC→AC | DC→DC→AC |
系统效率 | 75%~85% | 85%~92% |
电池兼容性 | 灵活(电压不受光伏限制) | 需匹配光伏阵列电压 |
多能源接入 | 易整合交流电源(柴油机、风电) | 需额外DC耦合设备 |
成本 | 较高(需双向逆变器) | 较低 |
适用场景 |
改造项目、多能源混合 | 新建离网系统、高能效需求 |
七、选型建议
1. 优先选择场景:
- 已有并网系统改造为离网储能;
- 需兼容柴油发电机或其他交流电源的混合供电场景。
2. 避坑指南:
- 避免小功率系统使用此方案(转换损耗占比过高);
- 选择高效率双向逆变器(如华为、固德威、古瑞瓦特品牌);
- 电池容量需额外增加20%以补偿效率损失。
“先逆后储”方案虽效率略低,但在特定场景(如多能源整合、系统改造)中具有独特优势。设计时需重点优化转换设备选型,并通过智能控制策略减少能量损耗。
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