2021-07-01 18:05:46
离网光伏发电系统蓄电池及组件容量设计方法
离网运行光伏发电系统，一般都要配置蓄电池组作为储能装置。蓄电池的作用是将太电池方阵在有日照时发出的多余电能储存起来，以供晚间或阴雨天时负载使用。蓄电池容量是指其蓄电的能力，通常用该蓄电池放电至终了电压所放出的电量大小来度。铅蓄电池的使用容量是在一定的工作条件下所放出的电量，铅蓄电池使用容量与厂家造质量及电池工作条件有关。确定离网光伏系统蓄电池容量最佳值，必须综合考虑太阳电方阵发电量、负荷容量及直交变换装置（逆变器）的效率等。蓄电池容量的计算方法有种，一般可通过下式求出。
C－蓄电池容量，kW·h（Ah）；D－最长无日期间用电时数，h；F—蓄电池放电效率的修正系数，（通常取1.05）；PO－平均负荷容量，kW；Ｌ为蓄电池的维修保养率，（通常取0.8）；U为蓄电池的放电深度（通常取0.5）；Ｋα为包括逆变器等交流回路的损耗率（通常取0.7～0.8）。上式可简化为：
这就是由平均负荷容量和最长连续无日照时间（用电使用时间）求出蓄电池容量的简计算公式。应当注意到，无日照时间取多长为恰当。若取得过长，计算出的蓄电池容量大，不必要地加大投资。而且，若蓄电池容量增大，必须使太阳电池的容量相应加大，使者容量相匹配才合适；否则相对的蓄电池充电速率减小，蓄电池总是充不满也会影响使用命，因为蓄电池在接近满充电的状态下使用较好。因此，过长预估无日照时间以为安全，实际并不恰当。一般地说，取3倍于太阳电池出力的蓄电池出力认为是比较适当的。由于蓄电池容量一般以安时数表示，故蓄电池容量应该为：
为蓄电池容量，A·ｈ；V为光伏系统的电压等级（系统电压），通常为12V、24V、48V、110V或220V。案例1：按宁波太阳能电源有限公司提供的晶体电池组件，对浙江南都电源动力股份有限公司的阀控式密封铅酸蓄电池进行选型。基本要求为：可为400W的负载连续5天阴雨天的情况下供电；蓄电池能放电到其额定容量的75%-80%，性能正常，并保证具有5年使用寿命。
逆变器的转换效率为0.75，负载为400W,故实际所需功率为400/0.75=533W。功率400W太阳能电池方阵用蓄电池选型容量计算如下：
电压为24V，则电流I=533/24=22.2A。 如果连续使用5天，即120h，则放电容量为22.2*120=2664Ah。如果按电池的80%利用率计算，则对电池的额定容量要求为：正常使用情况下，按照此设计，正常白天充电，晚上蓄电池放电（以放电12h为例）的情况下（负载工作6-12h），逆变器转换效率按75%进行计算，该蓄电池的放电深度为：方案1：用2组1500Ah电池并联使用。上述测试数据可以看出，1500Ah的电池容量比较富余，其10h容量平均可以达到1700Ah，如果采用2组并联，容量可以达到3330Ah以上，可以满足要求。这一方面的优点是容量可以达到要求并有点富余，同时只需要2组电池，维护相应较少，电池占的空间要少。方案2：用4组800Ah电池并联使用。800Ah电池10h的放电平均容量为880Ah，如果采用4组并联，其容量可以达到3500Ah，足以达到3330Ah，容量比较富余。这一方案优点是使用4组为800Ah的电池并联，容量更充分、富余；其缺点是要并联使用4组电池，相对于1500Ah的电池，成本要增加，所占用的场地或则体积和空间要增加，维护工作也要大些。END.