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太阳能系统中蓄电池和太阳能组件计算公式

时间:2017-02-12 09:53来源:未知 作者:admin 点击:
针对不同放电时间、放电截止电压,厂家、不同规格的蓄电池极板活化系数不同;原则上,放电时间越长,放电截止电压选择应越高,以保证蓄电池组的使用性能。一般放电时间大于100小时后,放电截止电压应设置为1.85V。放电截止电压选择越高,对蓄电池保护越好。

 太阳能系统中蓄电池和太阳能组件计算公式的建议推导公式

                              

一、蓄电池计算公式

1.1、蓄电池计算公式

蓄电池需要容量C = P*T*fV*fC*fL/UN/fE

蓄电池标称容量Q(C10) = C/fM

1.2、蓄电池计算公式说明

1)负荷容量P:参照负载的实际容量,单位为瓦W

2)放电时间(T):根据数据表中所给“蓄电池后备天数”折算为小时,T=蓄电池后备天数x 24h,如果项目为连续5天,则计为120小时;

3)温度系数(fV):温度对蓄电池容量的影响,温度越高,蓄电池放电能力越强,温度降低,放电能力相应减弱。一般正常情况下蓄电池取平均存储温度10℃,考虑蓄电池在不同温度下的容量修正系数:

产品规格

-20

-10

0

5

10

20

25

30

40

45

2V/OPzV

60%

70%

88%

92%

95%

100%

103%

105%

106%

107%

综合考虑其他因素,蓄电池温度系数fV取值1.1~1.2

4)容量补偿系数(fC):在蓄电池长期连续运行的过程中,会由于频繁的化学反应而产生少量的气体,#[9O(p-{!a.L-Uwww.mscbsc.com从而导致电解液失水,减小蓄电池容量,为了保证10年后蓄电池容量仍然能够满足系统运行要求,因此可选择fC取值1.1

5寿命折算系数(老化系数)fL):本值为系统长期运行后的自然损耗,为保证10年后寿命终期放电能力,寿命系数一般选择1.0~1.1

6)最大放电深度(fE):一般考虑蓄电池80%的最佳放电深度,本次项目选择0.8

7)极板活化系数(fM):蓄电池标称容量按10小时放电率标称,低于10小时放电率时,放电容量小于标称容量,大于10小时放电率时,放电容量大于标称容量。

说明:活化系数fM就是蓄电池实际工作容量和标称容量的比率,蓄电池标称容量C10是在10小时放电时间下,2V蓄电池放电到规定电压1.8V时放出的Ah安时量,俗称C10容量。

  针对不同放电时间、放电截止电压,厂家、不同规格的蓄电池极板活化系数不同;原则上,放电时间越长,放电截止电压选择应越高,以保证蓄电池组的使用性能。一般放电时间大于100小时后,放电截止电压应设置为1.85V。放电截止电压选择越高,对蓄电池保护越好。

1.3、计算过程(举例说明)

蓄电池容量计算过程:

计算公式中各系数选择如下:

P240W/24V/10A

T:连续支撑5天,即120小时

fV,选择1.2

fL,选择1.1

fC,选择1.1

fE  选择0.8

UN24V

蓄电池计算容量

C = P*T*fV*fC*fL/UN/fE =240*120*1.2*1.1*1.1/24/0.8=2178Ah

本次系统中,蓄电池在120小时的活化系数值fM=1.20

蓄电池标称容量Q = C/fM = 2178/1.2 = 1815Ah

 根据蓄电池规格实际选取容量为2000Ah/24V,较标称容量多出约185Ah,有足够的冗余保证一些短时未核算负载同时启用。

 

二、太阳能电池板容量的计算

2.1、主要设计指标和参数

1)连续供电负载:例如240W/24V/10A

2)最低有效日照:例如4.87 kWh/m2/day4.87小时)

3)蓄电池支持时间:例如5天(120小时)

4)连续补足天数:例如30天(需要将蓄电池从20%充电至90%

5)太阳能电池板规格:根据具体的太阳能组件确定,例如峰瓦数180Wp、峰值电压Vmp23.0V、峰值电流Imp7.83A,规格尺寸为1310mm×990mm×50mm

6)组串规格:例如24V系统,采取2片一个组串

7)蓄电池规格:2000Ah/24V,活化系数1.25天连续放电,共放电2000*1.2=2400Ah

2.2、太阳能极板计算公式

P=Ns×Np×Wp其中

2.3、太阳能极板计算公式参数说明及取值

P :太阳能电池组件的总容量

Ns:太阳能电池组件的串联块数,本次2块串联。

Np:太阳能电池组件的并联数

Wp:单块太阳能电池组件峰值功率(Wp),本次选用180W型号太阳能组件,其峰值功率为180Wp

U:系统额定输入电压(V),本次采用2块太阳能组件串联,24V系统最低输入电压为21.6V,则两块额定输入电压取43.2V

Io:单块太阳能电池组件的峰值电流(A),180Wp太阳能组件峰值电流为7.83A

:负载日耗电量(Wh),=240W x 24h =5760Wh

:在连续阴雨天期间,蓄电池放电的总容量(Wh),本站点设计最长连续阴雨天为5天,即完全由蓄电池支撑负载运行5天,则蓄电池放电总量为=5760Wh×5day=28800Wh

Td:日照最差季节每天的等效日照时间(h),Td4.87小时。

η:太阳能电池组件发电量的修正系数,考虑功率输出降效、线损、温度、衰减、污垢遮挡损失、光伏组件转换等对组件发电量的影响(%),经过计算,修正系数η取0.65

D:蓄电池深放电恢复周期(天),取30天。

Ka蓄电池放电回充等回路的损耗率,通常为0.8

2.4、太阳能组件容量计算过程

P=Ns×Np×WpNs=2Wp = 180Wp

Np取整为6组并联;每组2片串联,共12片;

P=Ns×Np×Wp =2×6×180=2160Wp

三、太阳能支架计算公式

 采用XTP-4型支架,每组支架安装4块太阳能板,单组支架占地面积1410mm x 3000mm12块太阳能组件,共使用12/3=4组,单排占地面积 4 x 1410 =5.64米,宽3米,占地面积5.64 x 3 =16.92平米。

若采用前后双排各2组支架,则两组支架前后间距至少应为3.5米。也可以考虑后排抬高,使得前后排紧挨着排列,如图所示(仅为示意图,其中数据不考虑):

 

 


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