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光伏系统储能电池原理及应用

来源:索比光伏网发布时间:2017-07-14 14:39:27作者:刘继茂

4、铅酸蓄电池的选型与设计

4.1、 蓄电池的容量

表示在一定条件下(放电率、温度、终止电压等)电池放出的电量,即电池的容量,通常以安培*小时为单位,蓄电池电压有2V,6V,12V三种。蓄电池组的可用电量和蓄电池的串并联没有关系,只和数量有关系,可用电量=电压*容量*数量*放电深度,如蓄电池组,共4个12V/200AH,放电深度0.7,则可用电量=12*200*4*0.7=6720VAH。

(1) 放电率对电池容量的影响

铅蓄电池容量随放电倍率的增大而降低,也就是说放电电流越大,电池的容量就越小。比如一只10Ah的电池,用5A放电可以放2小时,即5×2=10 ;用10A放电只能放出47.4分钟的电,合0.79小时,其容量仅为10×0.79=7.9Ah,所以对于给定电池在不同时率下放电,将有不同的容量。

(2) 温度对电池容量的影响

温度对铅酸蓄电池的容量影响较大,一般随温度降低容量会下降,当电解液温度降低时,电解液粘度增大,离子受到较大的阻力,扩散能力下降,电解液电阻也增大,使电化学反应阻力增加,一部分硫酸铅不能正常转化,充电接受能力下降,结果导致蓄电池容量下降。

(3)终止电压对电池容量的影响

当电池放电至某一个电压值以后,产生电压急剧下降,实际上所获得的能量非常小,如果长期深放电,对电池的损害相当大。所以必须在某一电压值终止放电,该截止放电电压叫放电终止电压,设定放电终止电压,对延长蓄电池使用寿命意义重大。

4.2、光伏离网系统蓄电池配比计算

(1)组件的电压和蓄电池的电压要匹配,PWM型控制器太阳能组件和蓄电池之间通过一个电子开关相连接,中间没有电感等装置,组件的电压是蓄电池的电压1.2-2.0倍之间,如果是24V的蓄电池,组件输入电压在30-50V之间,MPPT控制器,中间有一个功率开关管和电感等电路,组件的电压是蓄电池的电压1.2-3.5倍之间,如果是24V的蓄电池,组件输入电压在30-90V之间。

(2)AGM蓄电池的充电电流一般为0.1C10左右,快速充电不超过0.15C10,例如1节铅酸蓄电池12V200AH,充电电流一般在20A到30A之间,最大不能超过40A,GEL胶体电池充电电流可以适当加大到0.2 C10;蓄电池的放电电流一般为0.2C10-0.5C10,不同类型的蓄电池,放电电流相差较大,AGM蓄电池最大1C10,GEL胶体电池最大可以到2C10,铅碳电池最大可以到5C10。

(3)光伏离网系统中,负载的用电量不是固定的,在计算蓄电池的总电量时,要根据用户的要求来设计,对用电要求较高的用户,蓄电池可用电量要大于用户用电量的最高值,对于一般用户,蓄电池可用电量等于用户用电量的平均值。

(4)同一个蓄电池组,要保证蓄电池是同一个型号。尽量使蓄电池串联,使所以蓄电池的充电和放电均衡。蓄电池并联的个数最好不超过3组,如果超过了 ,要考虑加入BMS蓄电池管理系统。

(5)蓄电池组电缆的设计,主要考虑线路上的最大电流,用逆变器功率除以蓄电池组电压,得出最大放电电流,或者组件功率除以蓄电池组电压,得出最大充电电流(小于控制器的最大输出电流),如一个3KW的逆变器,光伏控制器是48V/50A,蓄电池组电压是48V,配265W的组件12块,蓄电池组最大输出电流为3000/48=62.5A,组件总功率为265*12=3180W,3180/48=66.25A,这是理论上最大充电电流,但由于控制器是50A,实际上最大充电电流是50A,所以电缆要按62.5A来设计,如果电缆长度小于50米,可选10平方,如果电缆长度大于50米,或者有穿管,铠装等外包装,则要选16平方。

4.3、铅酸蓄电池参数解读

1、 额定电压,单体蓄电池的额定电压,一般有2V,6V,12V三种;

2、 容量,单体蓄电池的电量,是电流A和时间h来表示;

3、 功率,蓄电池的额定输出功率,设计时要和负载功率相匹配,如果蓄电池的功率小于负载功率,会引起蓄电池电压波动,有可能造成电池管理系统误报。

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