光伏发电系统蓄电池容量设计案例图文说明

光伏发电系统蓄电池容量设计案例图文说明蓄电池的设计主要包括蓄电池容量的设计计算和蓄电池组串并联组合的设计。在光伏发电系统中，大部分使用的都是铅酸蓄电池，主要是考虑到技术成熟和成本等因素，因此下面介绍的设计和计算方法也主要以铅酸蓄电池为主。一、基本的计算方法先将负载每天需要的用电量乘以根据当地气象资料或实际情况确定的连续阴雨天数就可以得到初步的蓄电池容量。然后将得到的蓄电池容量数除以蓄电池容许的最大放电深度系数。由于铅酸蓄电池的特性，在确定连续阴雨天内绝对不能100%的放电而把电用光，否则蓄电池会在很短的时间内寿终正寝，大大缩短使用寿命。因此需要除以最大放电深度系数得到所需要的蓄电池容量。最大放电深度的选择需要参考蓄电池生产厂家提供的性能参数资料。一般情况下，浅循环型蓄电池选用50%的放电深度，深循环型蓄电池选用75%的放电深度。计算蓄电池容量的基本公式为：蓄电池容量(Ah)=负载日平均用电量(Ah)蓄电池容量(Ah)=、相关因素的考虑面的计算公式只是对蓄电池容量的基本估算方法，在实际应用中还有一些性能参数会对蓄电池的容量和使用寿命产生影响，其中主要的两个因素是蓄电池的放电率和使用环境温度。1.放电率对蓄电池容量的影响。在此先对蓄电池的放电率概念作个简单回顾。所谓放电率也就是放电时间和放电电流与蓄电池容量的比率，一般分为20小时率(20h)、10小时率(10h)、5小时率(5h)、3小时率(3h)、l小时率(山)、0.5小时率(0.5h)等。大电流放电时，放电时间短，蓄电池容量会比标称容量缩水；小电流放电，放电时间长，实际放电容量会比标称容量增加。比如，容量100Ah的蓄电池用2A的电流放电能放50小时，但要用50A电流放电就肯定放不了2个小时。实际容量就不够100Ah了。蓄电池的容量随着放电率的改变而改变，这样就会对容量设计产生影响。当系统负载放电电流大时，蓄电池的实际容量会比设计容量小，会造成系统供电量不足；而系统负载工作电流小时，蓄电池的实际容量就会比设计容量大，会造成系统成本的无谓增加。特别是在光伏发电系统中应用的蓄电池，放电率一般都较慢，差不多都在50小时率以上，而生产厂家提供的蓄电池标称容量是10h放电率下的容量。因此在设计时要考虑到光伏系统中蓄电池放电率对容量的

影响因素，并计算光伏系统的实际平均放电率，根据生产厂家提供的该型号蓄电池在不同放电速率下的容量，就可以对蓄电池的容量进行校对和修正。当手头没有详细的容量一放电速率资料时，也可对慢放电率50〜200h（小时率）光伏系统蓄电池的容量进行估算，一般相对应的比蓄电池的标准容量提高5%〜20%，相应的放电率修正系数为0.95〜0.8。光伏系统的平均放电率计算公式为：平均放电率（h平均放电率（h）=负载工作时间x连续阴雨天数最大放电深度对于有多路不同负载的光伏系统，负载工作时间需要用加权平均法进行计算，加权平均负载工作时间的计算方法为：负载工作时间=负载工作时间=工负载功率x负载工作时间

工负载功率据上面两个公式就可以计算出光伏系统的实际平均放电率，根据蓄电池生产厂商提供的该型号蓄电池在不同放电速率下的蓄电池容量，就可以对蓄电池的容量进行修正。2.环境温度对蓄电池容量的影响。蓄电池的容量会随着蓄电池温度的变化而变化，当蓄电池的温度下降时，蓄电池的容量会下降，温度低于零度以下时，蓄电池容量会急剧下降温度升高时，蓄电池容量略有升高。蓄电池温度与放电容量关系曲线图如图7-7所示。蓄电池的标称容量一般都是在环境温度25r时标定的，随着温度的降低，0°C时的容量大约下降到标称容量的95%〜90%,-10C时大约下降到标称容量的90%〜80%,-20C时大约下降到标称容量的80%—70%，所以必须考虑蓄电池的使用环境温度对其容量的影响。当最低气温过低时，还要对蓄电池采取相应的保温措施，如地埋、移入房间，或者改用价格更高的胶体铅酸蓄电池等。60%容量百分比-20-10060%容量百分比-20-10010203040环境温度（度）图7-7环境温度对蓄电池容量的影响

三、实用的蓄电池容量计算公式

上面介绍的计算公式只是一个理论的计算，在考虑到各种因素的影响后，将相关系数

纳入到上述公式中，才是一个设计和计算蓄电池容量的实用完整公式。即：蓄由池容量=负载日平均用电量（Ah）x连续阴雨天数x放电率修正系数蓄电容量—最大放电深度x低温修正系数

确定了所需的蓄电池容量后，就要进行蓄电池组的串并联设计。下面介绍蓄电池组串并联组合的计算方法。蓄电池都有标称电压和标称容量，如2V、6V、12V和50Ah、300Ah、1200Ah等。为了达到系统的工作电压，就需要把蓄电池串联起来给系统和负载供电，需要串联的蓄电池个数就是系统的工作电压除以所选蓄电池的标称电压。需要并联的蓄电池数就是蓄电池组的总容量除以所选定蓄电池单体的标称容量。蓄电池单体的标称容量可以有多种选挥，例如，假如计算出来的蓄电池容量为600Ah，那么我们可以选择1个600Ah的单体蓄电池，也可以选择2个300Ah的蓄电池并联，还可以选择3个200Ah或6个100Ah的蓄电池并联。从理论上讲，这些选择都没有问题，但是在实际应用当中，要尽量选择大容量的蓄电池以减少并联的数目。这样做的目的是尽量减少蓄电池之间的不平衡所造成的影响。并联的组数越多，发生蓄电池不平衡的可能性就越大。一般要求并联的蓄电池数量不得超过4组。蓄电池串、并联数的计算公式为：蓄电池串联数=系统工作电压

蓄电池串联数=系统工作电压

蓄电池标称电压蓄电池并联数=蓄电池总容量

蓄电池标称容量计算举例：某地建设一个移动通信基站的太阳能光伏供电系统，该系统采用直流负载，负载工作电压48V，该系统有两套设备负载，一套设备工作电流为1.5A，每天工作24h；另一套设备工作电流4.5A，每天工作12h。该地区的最低气温是-20°C，最大连续阴雨天数为6天，选用深循环型蓄电池，计算蓄电池组的容量和串并联数量及连接方式。根据上述条件，并确定最大放电深度系数为0.6，低温修正系数为0.7。计算：为求得放电率修正系数，先计算该系统的平均放电率。加权平均负载工作时间二(1.5AA24h)+(4.5Ax12h)=15h1.5A+4.5A15平均放电率=6A=150小时率0.6150小时率属于慢放电率，在此可以根据蓄电池生产厂商提供的资料查出的该型号蓄电池在150h放电速率下的蓄电池容量进行修正。也可以按照经验进行估算，150h放电率下的蓄电池容量会比标称容量增加15%左右，在此确定放电率修正系数为0.85。带入公式计算，先计算负载日平均用电量：负载日平均用电量=(1.5AA24h)+(4.5AA12h)=90Ah90AhA690AhA6A0.850.6A0.7=1092.86Ah根据计算结果和蓄电池手册参数资料，可选择2V/600Ah蓄电池或2V/1200Ah蓄电池,这里选择2V/600Ah型。蓄电池串联数=48V/2V=24蓄电池并联数=1092.86Ah/600Ah=1.82=2蓄电池组总块数=24X2=48根据以上计算结果,共需要2V/600Ah蓄电池48块构成蓄电池组,其中每