Sistem pembangkit listrik fotovoltaik off-grid tidak bergantung pada jaringan listrik dan beroperasi secara mandiri, dan banyak digunakan di daerah pegunungan terpencil, daerah tanpa listrik, kepulauan, stasiun pangkalan komunikasi dan lampu jalan dan aplikasi lainnya, menggunakan pembangkit listrik fotovoltaik untuk memecahkan kebutuhan penduduk di daerah tanpa listrik, kekurangan listrik dan listrik yang tidak stabil, sekolah atau pabrik kecil untuk listrik hidup dan bekerja, pembangkit listrik fotovoltaik dengan keunggulan ekonomi, bersih, perlindungan lingkungan, tidak ada suara dapat menggantikan sebagian atau sepenuhnya menggantikan diesel Fungsi pembangkit listrik generator.

1 Klasifikasi dan komposisi sistem pembangkit listrik tenaga surya off-grid
Sistem pembangkit listrik tenaga surya di luar jaringan secara umum diklasifikasikan menjadi sistem DC kecil, sistem pembangkit listrik di luar jaringan kecil dan menengah, dan sistem pembangkit listrik di luar jaringan besar. Sistem DC kecil terutama untuk memenuhi kebutuhan penerangan paling dasar di daerah tanpa listrik; sistem di luar jaringan kecil dan menengah terutama untuk memenuhi kebutuhan listrik keluarga, sekolah, dan pabrik kecil; sistem di luar jaringan besar terutama untuk memenuhi kebutuhan listrik seluruh desa dan pulau, dan sistem ini sekarang juga masuk dalam kategori sistem jaringan mikro.
Sistem pembangkit listrik fotovoltaik di luar jaringan umumnya terdiri dari susunan fotovoltaik yang terbuat dari modul surya, pengendali surya, inverter, bank baterai, beban, dan lain-lain.
Rangkaian PV mengubah energi matahari menjadi listrik saat ada cahaya, dan menyalurkan daya ke beban melalui pengendali surya dan inverter (atau mesin kendali terbalik), sembari mengisi daya baterai; saat tidak ada cahaya, baterai menyalurkan daya ke beban AC melalui inverter.
2 Peralatan utama sistem pembangkit listrik PV off-grid
01. Modul
Modul fotovoltaik merupakan bagian penting dari sistem pembangkit listrik fotovoltaik off-grid, yang berperan untuk mengubah energi radiasi matahari menjadi energi listrik DC. Karakteristik iradiasi dan karakteristik suhu merupakan dua elemen utama yang memengaruhi kinerja modul.
02.Inverter
Inverter adalah perangkat yang mengubah arus searah (DC) menjadi arus bolak-balik (AC) untuk memenuhi kebutuhan daya beban AC.
Berdasarkan bentuk gelombang keluarannya, inverter dapat dibagi menjadi inverter gelombang persegi, inverter gelombang langkah, dan inverter gelombang sinus. Inverter gelombang sinus dicirikan oleh efisiensi tinggi, harmonik rendah, dapat diaplikasikan pada semua jenis beban, dan memiliki daya dukung yang kuat untuk beban induktif atau kapasitif.
03、Pengontrol
Fungsi utama pengontrol PV adalah untuk mengatur dan mengendalikan daya DC yang dipancarkan oleh modul PV dan mengelola pengisian dan pengosongan baterai secara cerdas. Sistem off-grid perlu dikonfigurasikan sesuai dengan level tegangan DC sistem dan kapasitas daya sistem dengan spesifikasi pengontrol PV yang sesuai. Pengontrol PV dibagi menjadi tipe PWM dan tipe MPPT, yang umumnya tersedia dalam berbagai level tegangan DC 12V, 24V, dan 48V.
04、Baterai
Baterai adalah perangkat penyimpanan energi dari sistem pembangkit listrik, dan perannya adalah menyimpan energi listrik yang dipancarkan dari modul PV untuk memasok daya ke beban selama konsumsi daya.
05.Pemantauan
3 detail desain dan pemilihan sistem prinsip desain: untuk memastikan bahwa beban harus memenuhi premis listrik, dengan modul fotovoltaik dan kapasitas baterai minimum, untuk meminimalkan investasi.
01、Desain modul fotovoltaik
Rumus acuan: P0 = (P × t × Q) / (η1 × T) Rumus: P0 – daya puncak modul sel surya, satuan Wp; P – daya beban, satuan W; t – jam konsumsi listrik harian beban, satuan H; η1 - adalah efisiensi sistem; T - rata-rata jam puncak sinar matahari harian lokal, satuan HQ- – faktor surplus periode berawan terus-menerus (umumnya 1,2 hingga 2)
02, Desain pengontrol PV
Rumus acuan: I = P0 / V
Di mana: I – arus kendali pengontrol PV, unit A; P0 – daya puncak modul sel surya, unit Wp; V – tegangan pengenal paket baterai, unit V ★ Catatan: Di daerah dataran tinggi, pengontrol PV perlu memperbesar margin tertentu dan mengurangi kapasitas penggunaan.
03、Inverter off-grid
Rumus referensi: Pn=(P*Q)/Cosθ Dalam rumus: Pn – kapasitas inverter, satuan VA; P – daya beban, satuan W; Cosθ – faktor daya inverter (umumnya 0,8); Q – faktor margin yang diperlukan untuk inverter (umumnya dipilih dari 1 hingga 5). ★Catatan: a. Beban yang berbeda (resistif, induktif, kapasitif) memiliki arus masuk awal yang berbeda dan faktor margin yang berbeda. b. Di daerah dataran tinggi, inverter perlu memperbesar margin tertentu dan mengurangi kapasitas penggunaan.
04、Baterai timbal-asam
Rumus acuan: C = P × t × T / (V × K × η2) Rumus: C – kapasitas baterai, satuan Ah; P – daya beban, satuan W; t – konsumsi listrik per jam harian beban, satuan H; V – voltase terukur baterai, satuan V; K – koefisien pelepasan baterai, dengan mempertimbangkan efisiensi baterai, kedalaman pelepasan, suhu sekitar, dan faktor-faktor yang memengaruhi, umumnya diambil sebesar 0,4 hingga 0,7; η2 – efisiensi inverter; T – jumlah hari berawan berturut-turut.
04、Baterai lithium-ion
Rumus referensi: C = P × t × T / (K × η2)
Dimana: C – kapasitas paket baterai, satuan kWh; P – daya beban, satuan W; t – jumlah jam listrik yang digunakan oleh beban per hari, satuan H; K – koefisien pelepasan baterai, dengan mempertimbangkan efisiensi baterai, kedalaman pelepasan, suhu sekitar dan faktor-faktor yang memengaruhi, umumnya diambil sebesar 0,8 hingga 0,9; η2 – efisiensi inverter; T - jumlah hari berawan berturut-turut. Kasus Desain
Pelanggan yang ada perlu merancang sistem pembangkit listrik fotovoltaik, rata-rata jam puncak sinar matahari harian setempat dianggap berdasarkan 3 jam, daya semua lampu neon mendekati 5KW, dan digunakan selama 4 jam per hari, dan baterai timbal-asam dihitung berdasarkan 2 hari berawan terus-menerus. Hitung konfigurasi sistem ini.