设计合适的蓄电池组容量对于设计一个可靠的离网光伏系统是非常关键的。设计合适的蓄电池组容量的主要目的是安装足够的蓄电池数目能够在没有阳光的时候在一定时间内满足家庭或商业用电的需求。
在离网系统中,最容易设计蓄电池组容量的方法是计算你每天需要多少电能。因为电能的消耗随着月份而变化,最好是挑一个耗电量最大月份的一天用电率。在许多地方,耗电量最大的月份都是在冬天,一年中阳光最少的时候。
一旦确定了用电最紧张的月份中典型的一天中你的家庭或办公室平均消耗的电能数,就必须根据经验对这段时间内没有阳光的日子做出一个估计。也就是说,必须在基于没有阳光的情况下确定可再生能源系统被迫退出的时间长度。在大多数情况下,可再生能源系统的设计者规划了一个3天的储备时间。这就是说,他们按3天没有太阳来设计(记住即使在多云的天气,太阳能发电模块仍能继续产生电能,尽管比率明显地降低了)。所以,选择蓄电池组的容量以满足这段时间的电力需求。对于某些地区,可能需要更长的储备时间(5天或更长)。对于混合型发电系统,通常需要的储备时间要短一些。在多云的时期,对于愿意采用化石燃料发电机作为备用电源的情况,也可采用短一些的储备时间。这样,主要的问题就成为:“我需要多频繁地运行我的发电机?”如果你对学习更多的蓄电池组知识感兴趣,可以阅读下面的内容“选择合适蓄电池组容量的更多介绍”。
选择合适蓄电池组容量的更多介绍
为了理解如何选择蓄电池组的容量,让我们看一个例子。假设在一年中能量最紧张的月份你和你的家庭平均一天消耗4kW·h(4000W·h)的电能,如果你需要5天的蓄电池备用,你将需要20kW·h的存储容量(5天×4kW·h)。
然而,最好不要将蓄电池放电到50%以下,因为给蓄电池深度放电会减小其寿命。所以,如果你将50%作为放电的目标,你将需要40kW·h(40000W·h)的存储容量。
为了确定需要多少蓄电池能够提供所需的电能,首先要清楚你正打算买的蓄电池能够存储多少电能。蓄电池的存储容量用安时来标定。例如,一个蓄电池可能标定为300A·h。但是在你仅仅知道你需要40kW·h存储容量时,你怎么知道你所需要的安时数呢?(www.xing528.com)
答案是将千瓦时换算为安时。为了做这种换算,安装者只是简单地将瓦时除以系统的电压。(记住等式:瓦特=安培×伏特)。如果你正在安装一个24V的系统,40000W·h除以24V得到1666A·h。这就是所需要的蓄电池存储容量。
接下来的任务是看你需要多少蓄电池来存储这些电能。你可以检查一下制造厂家在其蓄电池说明书上标明的每个蓄电池的容量。Dan在他的太阳能/风能混合发电系统中采用的特洛伊L-16Hs是6V的蓄电池,每个蓄电池的额定容量为420A·h。为了确定你需要多少数目的这种蓄电池,要做的只是将1666A·h的存储容量除以每个蓄电池的容量420A·h。结果是4只蓄电池。
事情还不完全如此。
如果你回忆一下前面的讨论,将4只6V的蓄电池串联起来可以将电压提高到24V,但这并没有改变存储容量的安时数。这就是说,420A·h容量的4只6V蓄电池串成一串,可以提供24V的直流电压,但只能存储420A·h的电能。为了得到1666A·h的容量,你需要4个蓄电池串,每一串由4只6V蓄电池组成。每一串可以得到420A·h的电能,4串并联起来可以提供超过1600A·h(实际上为1680A·h)的容量以满足你的需求。
一个更简单的计算方法是在一开始就将安时数表示的存储容量换算为千瓦时。例如,一个420A·h、6V的蓄电池,可以存储2520W·h或2.5kW·h(瓦时=安时×伏特)的电能。所以,4只6V的蓄电池可以存储10080W·h或10.08kW·h的电能。为了存储40000W·h的电能,需要4串蓄电池,每串蓄电池由4只6V的蓄电池串联而成。
可以想象,蓄电池储能系统可能很昂贵。在刚才我们举的例子中,16节蓄电池可能要4500美元(不包括装置的成本)。
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