2.系統(tǒng)配置
在明確了系統(tǒng)安裝目的之后才可以針對(duì)不同的運(yùn)行目的來(lái)詳細(xì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主要配置。在整個(gè)光儲(chǔ)混合系統(tǒng)配置的設(shè)計(jì)中，最核心的部分就是針對(duì)電池儲(chǔ)能部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，關(guān)鍵還是要同時(shí)兼顧到功率平衡和能量平衡來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)成本。坦率的說(shuō)，此方面的設(shè)計(jì)計(jì)算非常復(fù)雜（尤其是在提供太陽(yáng)能自發(fā)自用率領(lǐng)域），需要考慮諸多因素才可以得到一個(gè)合適的結(jié)果。本文只是針對(duì)不同安裝目的進(jìn)行簡(jiǎn)要分析以供大家參考討論：
A.提高太陽(yáng)能自發(fā)自用率:
在此類應(yīng)用中，其實(shí)也應(yīng)該分為兩種情況來(lái)考慮:已安裝太陽(yáng)能的用戶和未安裝太陽(yáng)能的用戶。
(1)對(duì)于已安裝太陽(yáng)能的用戶:由于已有太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，所以采用交流耦合方案來(lái)組建光儲(chǔ)混合系統(tǒng)比較合適:即原有的太陽(yáng)能面板+太陽(yáng)能逆變器構(gòu)成太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，同時(shí)安裝電池雙向充放電逆變器+儲(chǔ)能電池構(gòu)成電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，兩者能量在交流測(cè)進(jìn)行耦合。
由于太陽(yáng)能的發(fā)電功率、日發(fā)電量和用戶負(fù)荷的峰值功率及日耗電量均可預(yù)測(cè)，所以設(shè)計(jì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的時(shí)候主要從功率平衡和能量平衡兩個(gè)角度考慮即可：
功率平衡：其目的就是通過(guò)太陽(yáng)能的日發(fā)電功率曲線、用戶的日負(fù)荷功率曲線選擇合適功率(KW)的電池逆變器。電池逆變器的功率不宜選的過(guò)大，過(guò)大會(huì)導(dǎo)致成本增高而不實(shí)用，因?yàn)樘?yáng)能不一定能提供足夠的充電功率；若電池逆變器功率過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)能的自發(fā)自用率下降，過(guò)多的電量被反饋到電網(wǎng)中而未達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的，同時(shí)儲(chǔ)能電池也不一定能充滿。一般而言，電池逆變器的功率為光伏功率的60%-80%是一個(gè)比較合適的選擇范圍。
能量平衡：其目的就是要通過(guò)太陽(yáng)能的日發(fā)電量、負(fù)荷的日耗電量及預(yù)期的太陽(yáng)能自發(fā)自用率來(lái)確定儲(chǔ)能電池的容量（KWH）。跟功率平衡類似，儲(chǔ)能電池容量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致電池不能被充滿而造成系統(tǒng)成本過(guò)高，容量過(guò)小可能會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)能電池非常容易被充滿，而太陽(yáng)能發(fā)出的電量不得不被反饋到電網(wǎng)而使得太陽(yáng)能自發(fā)自用率過(guò)低。綜合下來(lái)，結(jié)合筆者多年來(lái)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，電池容量(KWH)是電池功率的(KW)的1-1.5倍(數(shù)值上)為宜。
(2)對(duì)于未安裝太陽(yáng)能的用戶，采用直流耦合方案比較合適，即太陽(yáng)能（配MPPT追蹤器）和儲(chǔ)能電池（配一個(gè)雙向DC-DC變換器）能量在直流母線側(cè)進(jìn)行耦合，同時(shí)兩者共用一個(gè)DC-AC逆變器。太陽(yáng)能部分的設(shè)計(jì)可以直接參照純光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行，電池部分和上面已安裝太陽(yáng)能的用戶的設(shè)計(jì)思路相同。
B.消峰填谷：
針對(duì)此類應(yīng)用，因?yàn)椴恍枰紤]太陽(yáng)能，所以其系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較清晰。主要就是根據(jù)客戶要求決定儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電功率，再根據(jù)峰谷的不同時(shí)段來(lái)決定儲(chǔ)能電池容量即可。不過(guò)需要注意的是，由于一天中可能有多個(gè)峰、谷、平時(shí)段，所以會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)能電池一天中多次進(jìn)行深充深放循環(huán)，這種情況下儲(chǔ)能電池的使用年限是一個(gè)必須考慮的問(wèn)題。
C.UPS工作模式：
在此模式下的光儲(chǔ)混合系統(tǒng)設(shè)計(jì)直接從功率平衡和能量平衡兩個(gè)角度考慮即可：
功率平衡：只要保證光儲(chǔ)混合系統(tǒng)的最大功率要大于負(fù)荷的最大瞬時(shí)功率。
能量平衡：按照最壞情況沒(méi)有太陽(yáng)能考慮，根據(jù)客戶要求的備電時(shí)間即可決定儲(chǔ)能電池容量。
3.系統(tǒng)運(yùn)行年限評(píng)估
整個(gè)光儲(chǔ)混合系統(tǒng)中所占成本最高、最易損壞的部分就是儲(chǔ)能電池，所以整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行年限基本上就是由儲(chǔ)能電池的循環(huán)次數(shù)、使用年限來(lái)決定。(注：逆變器一般保修年限都是5年，基本上可以使用到7年左右。一般若到了使用壽命后直接進(jìn)行更換)
系統(tǒng)運(yùn)行中，決定儲(chǔ)能電池運(yùn)行年限的主要因素就是DOD(放電深度)和充放電電流，同時(shí)一個(gè)具備良好均衡功能的電池管理系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能電池的使用壽命影響巨大（尤其是鋰電池）。如何延長(zhǎng)電池的使用壽命是光儲(chǔ)混合系統(tǒng)領(lǐng)域中另外一個(gè)非常重要的技術(shù)課題，此處不進(jìn)行過(guò)多討論，此處只列出現(xiàn)在市場(chǎng)上的一些專門針對(duì)應(yīng)用在提高太陽(yáng)能自發(fā)自用率領(lǐng)域的儲(chǔ)能電池保修年限供大家參考：
在一定的DOD和充放電電流的使用環(huán)境下：
一般鉛酸電池：1年
膠體鉛酸電池：2-3年
鉛碳電池：5-7年
鋰類儲(chǔ)能電池：7-10年
此外，現(xiàn)在市場(chǎng)也出現(xiàn)了一些20年保修的電池，但價(jià)格較高還未成為市場(chǎng)主流。
在考慮到以上三個(gè)系統(tǒng)要素以后，一個(gè)光儲(chǔ)混合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案可以大致確定下來(lái)。但是除以上三個(gè)設(shè)計(jì)要素之外，系統(tǒng)各關(guān)鍵部分通訊整合、系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試等因素也必須要考慮進(jìn)來(lái)，這些都需要一定的現(xiàn)場(chǎng)安裝經(jīng)驗(yàn)積累，此處本文不再贅述。希望通過(guò)本文對(duì)光儲(chǔ)混合系統(tǒng)一些設(shè)計(jì)要素的描述分析，讓更多用戶對(duì)光儲(chǔ)混合系統(tǒng)的理解更深刻，更有利于推動(dòng)整個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展。
