離網光伏發電系統的蓄電池容量應與光伏陣列功率適配,不宜過小或過大。
一、基本計算公式
電池容量的基本公式為:
蓄電池容量=負載日平均用電量x連續陰雨天數/最大放電深度
其中,負載日平均用電量的單位是A·h;最大放電深度是蓄電池最大放電量占蓄電池容量的百分比(根據百度百科理解);根據實際經驗,連續陰雨天數的取值處于3~7天之間,對于重要負載,連續陰雨天數的取值處于7~15天之間。
如果給定的負載日平均用電量的單位是W·h,需將W·h折算為A·h,折算關系為:
負載日平均用電量(A·h)=負載平均用電量(W·h)/系統工作電壓
二、相關因素的考慮
(1)放電率對蓄電池容量的影響
蓄電池的容量隨著放電率(根據百度百科:放電率是度量蓄電池放電快慢的放電參數,包括放電倍率和放電時率兩種表示方式)的降低(或增加)而增加(或減小)。即大電流放電時,蓄電池的實際電量小于標稱容量;小電流放電時,蓄電池的實際電量大于標稱容量。
蓄電池生產廠家所提供的蓄電池額定容量是蓄電池在10h放電率下的容量。若蓄電池以低于10h的放電率放電(根據百度百科理解:蓄電池在10h完成放電的電池容量),則實際放電量高于蓄電池容量額定值,導致光伏系統成本增加(個人理解:因為實際放電量較高,破壞了光伏發電系統和負載的平衡,所以需增加使光伏發電系統和負載平衡的成本)。若蓄電池以高于10h的放電率放電,則實際放電量低于蓄電池容量額定值,導致光伏系統供電不足。因此,設計光伏發電系統時需對蓄電池額定容量修正。
對蓄電池額定容量修正需要詳細的電池容量與放電率關系的資料,若無相關資料,可將慢放電率(放電率處于50~200h之間)的光伏發電系統蓄電池的容量作為修正值,一般該值在額定容量的基礎上提高5%~20%(個人理解:根據“一、基本計算公式”中的內容,光伏發電系統的蓄電池需能夠放電3~15天,因此蓄電池可能更多時間處于慢放電狀態)。
光伏系統的平均放電率(個人理解:平均放電率是光伏系統需要蓄電池放電的時間)計算公式為:
平均放電率(h)=負載工作時間×連續陰雨天數/最大放電深度
對于需向多路不同負載供電的光伏發電系統,平均負載工作時間的計算方法為:
負載工作時間=∑負載工作功率x負載工作時間/∑負載工作功率
(2)環境溫度對蓄電池容量的影響
蓄電池易受到外界溫度的影響,蓄電池工作的理想溫度為25°C。一般,0℃時,蓄電池容量的修正系數(個人理解:蓄電池的實際容量=蓄電池的額定容量×修正系數)處于0.95~0.9之間,-10℃時,蓄電池容量的修正系數處于0.9~0.8之間,-20℃時,蓄電池容量的修正系數處于0.8~0.7之間。
圖片來源:中國慕課大學《光伏發電工程技術》
當環境溫度在-10°C以下時,淺循環型蓄電池的最大放電深度可由常溫的50%調整為35%~40%,深循環型蓄電池的最大放電深度可由常溫的75%調整為60%。這樣即可以提高蓄電池的使用壽命,減少蓄電池系統的維護費用,同時減少蓄電池系統成本成本的增加。
圖片來源:中國慕課大學《光伏發電工程技術》
(3)實用蓄電池容量的計算
經過以上修正,蓄電池容量的計算公式為:
蓄電池容量=負載日平均用電量(A·h)x連續陰雨天數×放電率修正系數/(最大放電深度×溫度修正系數)
個人理解:根據“二、相關因素的考慮”中的內容,放電率修正系數參考相關資料,若無相關資料,則放電率修正系數的取值可處于1.05~1.2之間。
(4)電池串并聯數
蓄電池串聯數=系統工作電壓/蓄電池標稱電壓
蓄電池并聯數=蓄電池總容量/蓄電池標稱容量
在實際應用當中,應盡量減少并聯數,即盡量選擇大容量的蓄電池。多數光伏系統采用的是兩組并聯模式。
審核編輯:劉清
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原文標題:光伏發電工程相關介紹(25)——離網光伏發電系統蓄電池容量配置
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