你是否也曾想過，在山里小屋、漁船、房車上，用上屬于自己的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，擺脫對市電的依賴？

其實，這并不是什么高深的工程師才能完成的事情，只要掌握幾個關鍵步驟和公式，你就能自己算出適合的小型離網(wǎng)光伏系統(tǒng)配置。

離網(wǎng)系統(tǒng)（Off-grid Solar System）是指不依賴公共電網(wǎng)，完全通過光伏發(fā)電 + 蓄電池儲能來滿足用電需求的獨立系統(tǒng)。它非常適合在偏遠山區(qū)、海島、牧區(qū)、房車、漁船等缺乏穩(wěn)定市電的地方使用。

下面，我們用 4 個步驟，幫你一步步算出所需配置。

第一步：確定光伏組件功率

光伏板（太陽能板）的功率決定了你的系統(tǒng)能發(fā)多少電。

計算它的核心思路是：先弄清楚每天需要多少電，再結(jié)合當?shù)貧夂颍ㄓ绕涫侨照諘r長）來確定光伏板的總功率。

公式：

組件功率 = （每天用電量 × 連續(xù)陰雨天富裕系數(shù)） ÷ （當?shù)仄骄照諘r數(shù) × 系統(tǒng)效率）

* 每天用電量：可以用所有設備的額定功率 × 使用時間相加得出。

例如，LED 燈 10W × 5 小時 = 50Wh，冰箱 60W × 24 小時 = 1440Wh。

* 連續(xù)陰雨天富裕系數(shù)：為了應對連續(xù)幾天陰雨天發(fā)電不足的情況，通常取 1.1～1.3。

* 當?shù)仄骄照諘r數(shù)：可以通過當?shù)貧庀髷?shù)據(jù)查詢，例如北京年均日照約 4 小時，海南可能 5 小時以上。

* 系統(tǒng)效率：考慮電纜損耗、控制器效率、逆變器損耗等，一般取 0.75～0.8。

舉個例子：

假設你的每天用電量是 3000Wh，當?shù)仄骄照?4.5 小時，系統(tǒng)效率 0.78，連續(xù)陰雨天系數(shù)取 1.2：

組件功率 = （3000 × 1.2） ÷ （4.5 × 0.78） ≈ 1026 W

也就是說，你需要裝總功率約 1kW 的光伏板，比如 4 塊 250W 的組件。

第二步：確定離網(wǎng)逆變器功率

逆變器的作用是把光伏電池板或電池的直流電（DC）轉(zhuǎn)換成交流電（AC），供普通家電使用。

它的功率必須能滿足你的最大瞬時用電需求，尤其要注意感性負載（電機類設備）的啟動沖擊電流。

公式：

逆變器功率 = （阻性負載總功率 + 感性負載總功率 × 5） × 裕量系數(shù) ÷ 功率因數(shù)

* 阻性負載：電阻型設備，如電燈、電熱水壺、烤箱等。

* 感性負載：有電機或壓縮機的設備，如冰箱、水泵、空調(diào)等。啟動瞬間功率可能是額定功率的 5～7 倍。

* 裕量系數(shù)：一般取 1.2～1.5，保證有余量。

* 功率因數(shù)：通常取 0.8～0.9。

舉個例子：

假設你有燈具 200W（阻性負載），冰箱 100W（感性負載），裕量系數(shù)取 1.3，功率因數(shù)取 0.85：

逆變器功率 = （200 + 100×5） × 1.3 ÷ 0.85

≈ （200 + 500） × 1.3 ÷ 0.85

≈ 700 × 1.3 ÷ 0.85

≈ 1070 W

你就需要一臺至少 1.1kW 的逆變器，最好選 1.5kW 的型號更穩(wěn)。

第三步：確定蓄電池容量

蓄電池是離網(wǎng)系統(tǒng)的“電倉庫”，晚上或陰天用的電主要來自它。容量大小取決于你需要連續(xù)供電的天數(shù)和每天用電量。

公式：

蓄電池容量（Ah） = （每天用電量 × 陰雨天供電天數(shù)） ÷ （放電深度 × 充放電效率 × 電池組電壓）

* 放電深度（DOD）：鉛酸電池建議取 0.5～0.6，鋰電池可取 0.8～0.9。

* 充放電效率：一般取 0.85～0.9。

* 電池組電壓：常見有 12V、24V、48V，功率越大建議用高電壓。

舉個例子：

假設你每天用 3000Wh，想要在 2 天陰雨天也能用電，使用 48V 鋰電池（DOD=0.9，效率=0.9）：

蓄電池容量 = （3000 × 2） ÷ （0.9 × 0.9 × 48）

≈ 6000 ÷ 38.88

≈ 154 Ah

你就需要一組 48V 154Ah（約 7.4kWh）容量的電池。

第四步：確定控制器規(guī)格

光伏控制器負責調(diào)節(jié)光伏組件給電池充電的過程。

它的規(guī)格主要看最大輸入電流，公式如下：

公式：

控制器輸入電流 = 光伏組件最大功率 ÷ 電池組電壓

例如，你的光伏板總功率 1000W，電池組電壓 48V：

控制器輸入電流 = 1000 ÷ 48 ≈ 20.8A

因此，你需要選一個輸入電流大于 21A的控制器，通常會選擇 MPPT 型（效率高，陰天也更有優(yōu)勢）。

實用小貼士

1. 留余量：設備壽命和運行穩(wěn)定性都依賴于適當?shù)娜哂嘣O計，別把參數(shù)卡死。
2. MPPT 優(yōu)于 PWM：雖然 MPPT 控制器價格貴一點，但發(fā)電效率高，尤其在光照不穩(wěn)定的情況下優(yōu)勢明顯。
3. 電池優(yōu)先選鋰電：體積小、重量輕、可深度放電，長期看更省錢。
4. 考慮未來擴容：如果你未來可能會增加電器，可以提前留好光伏和電池的接口余量。

小型離網(wǎng)光伏系統(tǒng)設計的核心是根據(jù)需求精算配置，而不是“買幾塊板子+幾塊電池”就完事。

掌握這 4 個公式：

1. 光伏組件功率公式
2. 逆變器功率公式
3. 蓄電池容量公式
4. 控制器輸入電流公式

你就能算出一套既夠用又穩(wěn)定的小型離網(wǎng)系統(tǒng)配置。

第一次設計時可以在公式結(jié)果基礎上多留 10%~20% 的余量，這樣可以更從容地應對天氣變化和設備擴展。