蓄电池的选择
12.4.4蓄电池的选择及容量计算方法,规范

竭诚为您提供优质文档/双击可除12.4.4蓄电池的选择及容量计算方法,规范篇一:蓄电池容量计算方法蓄电池容量计算部分1、常用的蓄电池容量计算方法(1)容量换算法(电压控制法)按事故状态下直流负荷消耗的安时值计算容量,并按事故放电末期或其他不利条件下校验直流母线电压水平。
(2)电流换算法(阶梯负荷法)按事故状态下直流的负荷电流和放电时间来计算容量。
该方法相对于电压控制法,考虑了大电流放电后负荷减小的情况下,电池具有恢复容量的特性,该算法不需在对电池容量进行电压校验。
2、采用容量换算法计算容量2.1按持续放电负荷计算蓄电池容量,取电压系数ku=0.885,则计算的单个电池的放电终止电压为:ud0.8852201.80108V(4-1)蓄电池的计算容量:cckrelcscc(4-2)式中cc—事故放电容量;kcc—蓄电池容量系数;krel—可靠系数,一般取1.40对于阶梯型负荷,可采用分段计算法计算。
以东直门车站为例,各阶段负荷分布如下图所示:图中:i1=325.27ai2=293.45ai3=46.36ai4=13.64am1=0.5hm2=0.5hm3=1hm4=2 h在4个不同阶段,任意一个时期的放电容量为:cmiiitmi总的负荷容量为:a(4-3)csacmi|a1,2...ni1(4-4)在计算分段ta内,所需要的蓄电池容量计算值为:ccakrelcsa|a1,2...nkcca(4-5)其中,容量系数kcca按计算分段的时间ta决定。
通过查图(gF型蓄电池放电容量与放电时间的关系曲线),对应于事故时间4小时和放电终止电压1.80V,得出容量系数kcc=0.77。
分别计算n个分段的蓄电池计算容量,然后按照其中最大者选择蓄电池,则蓄电池的容量为:ccmaxccaa1n(4-6)2.2放电电压水平的校验(1)持续放电电压水平的校验。
事故放电末期,电压将降到最低,校验是否符合要求的方法如下:事故放电期间蓄电池的放电系数kkrelcstc10(4-7)式中,cs—事故放电容量(ah),t—事故放电时间通过计算出来的k值和对应的事故放电时间,可以通过蓄电池的冲击放电曲线,求出单只电池的电压,再乘以蓄电池只数,得到蓄电池整组电压,该电压值应大于198V。
12.4.4蓄电池的选择及容量计算方

12.4.4 蓄电池的选择及容量计算方法12.1.4.1 铅酸蓄电池[66](1)铅酸蓄电池型式。
变电所直流操作电源用铅酸蓄电池,一般均为固定式铅酸蓄电池。
国产固定式蓄电池有下列几种:①开启式G (或GG )型蓄电池;②防酸隔爆式GF (或GM )型蓄电池;③防酸式GFD 型蓄电池。
开启式G (或GG )型蓄电池,由于酸雾大,维护管理复杂且对维护工人的健康影响较大,在各生产厂已极少生产,不推荐使用。
防酸式GFD 蓄电池产品达到德国工业标准DIN43539的要求。
防酸式GF (或GM )型蓄电池同GFD 型蓄电池一样,均具有防酸隔爆的特性,且能量高,寿命较长,安装、维护管理方便,可降低蓄电池室的耐酸等级,且其价格低于GFD 型。
(2)铅酸蓄电池容量的选择。
二十世纪80年代以前蓄电池容量的选择计算基本上是沿用前苏联的计算方法。
随着国外技术的引进,能源部在总结了国内外经验的基础上,提出了用电压控制法和阶梯负荷计算法来选择蓄电池的容量。
由于阶梯负荷计算法多适用于大型发电厂,而电压控制法既可用于发电厂也可用于各种类型变电所,故本节只介绍电压控制法用以选择有端电池及无端电池直流系统固定式铅酸蓄电池的容量。
电压控制法计算方法如下;1)蓄电池容量选择应满足事故全停电状态下的持续放电容量C CB SX k c K K C K C = (12−1−1)式中 c C ——蓄电池10h 放电率计算容量,Ah ;SX C ——持续事故放电容量,Ah ;k K ——可靠系数,取1.40;C K ——容量换算系数(根据不同的放电终止电压,对应放电时间1h ,由图12−1−2中曲线查出);CB K 容量比例系数,根据事故放电时间由表12−1−2查出。
但事故放电时间,应与SX C 所取时间相一致,对变电所一般取1h ,故1=CB K 。
根据C C 计算值,选择接近该值的蓄电池容量10C 。
2)蓄电池选择容量应满足事故放电过程中各阶段电压水平要求:a )事故放电初期电压水平101.1C I K cho cho = (12−1−2)式中 c h oK ——事故放电初期冲击系数; cho I ——事故放电初期放电电流,A ;10C ——蓄电池10h 放电率额定容量,Ah ;1.1——电压水平校验系数。
光伏发电系统蓄电池选择与容量设计准则

光伏发电系统蓄电池选择与容量设计准则光伏发电系统在实际应用中,无法避免的问题就是太阳能不稳定性和间歇性。
因此,为了能够利用光伏发电系统更加高效和稳定地发电,通常需要搭配蓄电池系统来储存多余的电能,以便在夜晚或阴天时继续供电。
蓄电池的选择与容量设计对光伏发电系统的性能和稳定性起着至关重要的作用。
下面将探讨光伏发电系统蓄电池选择与容量设计的准则。
一、蓄电池的选择1.1额定电压和容量匹配:在选择蓄电池时,首先要确保其额定电压和容量能够满足光伏发电系统的需要。
蓄电池的额定电压应该与光伏电池阵列的输出电压匹配,容量则应根据系统的负载需求和夜间供电时间来确定。
1.2循环寿命:光伏发电系统的蓄电池需要频繁的充放电循环,在选择时应考虑其循环寿命。
针对不同的应用场景,选择循环寿命较长的蓄电池可以减少更换电池的频率,提高系统的可靠性和经济性。
1.3充电效率:蓄电池的充电效率也是一个重要的选择因素。
高充电效率的蓄电池可以减少电能损耗,提高系统的整体效率。
1.4自放电率:蓄电池的自放电率决定了在长期存储过程中电能的损失情况,选择自放电率低的蓄电池可以减少能量损失。
1.5安全性和环境友好性:在选择蓄电池时,也需要考虑其安全性和环境友好性。
优质的蓄电池应具有较高的安全等级和符合环保标准。
二、蓄电池容量设计2.1容量计算:蓄电池的容量设计应考虑系统的负载需求、日照条件、夜间用电时间等因素。
一般来说,蓄电池的容量应至少能够满足系统夜间用电的需求,同时考虑多余的电能储备以应对不可预测的情况。
2.2蓄电池充放电深度:蓄电池的充放电深度是指电池在一次充电和放电过程中的电能利用比例。
过度放电会降低蓄电池的寿命,因此在设计蓄电池容量时,应考虑充放电深度,并尽量避免深度放电。
2.3平衡充放电:在设计蓄电池容量时,还应考虑平衡充放电的问题。
不同的充放电速率会影响蓄电池的性能和寿命,因此在设计时应尽量避免充放电过快或过慢。
2.4蓄电池组串联和并联:蓄电池的容量设计还需要考虑串联和并联的问题。
UPS蓄电池配置与选择

1、UPS蓄电池配置计算方法在配置UPS蓄电池组时,通常有以下三种计算方法:(1)恒功率法:根据蓄电池厂家提供的蓄电池额定放电功率数据计算;(2)恒电流法:根据蓄电池厂家提供的蓄电池恒流放电数据计算;(3)规范要求计算法:按《通信电源设备安装设计规范》(YD/T5040-2005)中的要求计算。
2、UPS蓄电池的容量配置实例某机房配置400kVA设备2台,组成1套“1+1”并联冗余系统,该系统可提供的最大供电容量为400kVA。
UPS主机的蓄电池组按系统满负荷情况下后备时间为60分钟配置(2V蓄电池单体的放电终止电压为1.8V),假设UPS主机额定直流工作电压分别为:(1)伊顿9395系列为480V;(2)艾默生系列为384V。
2.1、恒功率法P=(Scosφ)/(μN)P:单只蓄电池额定放电功率(kW);Scosφ:UPS额定输出有功功率;μ:逆变器效率取0.9;N:以2V单体计算的蓄电池的只数。
(1)伊顿9395系列UPS伊顿9395系列UPS直流工作电压为480V。
UPS主机配置的蓄电池组按满载情况下后备时间为60分钟,要求蓄电池组60分钟恒功率放电功率不小于1481.48kW。
考虑每台UPS主机最多配置4组蓄电池,该UPS系统最多可配置8组蓄电池,故每组蓄电池放电功率值不应小于185.19W;若UPS系统配置4组电池,每组电池放电功率值不应小于370.37W。
(2)艾默生系列UPS艾默生系列UPS直流工作电压为384V。
UPS主机配置的蓄电池组按满载情况下后备时间为60分钟,要求蓄电池组60分钟恒功率放电功率不小于1851.85W。
考虑每台UPS主机最多配置4组蓄电池,该UPS系统最多可配置8组蓄电池,故每组电池放电功率值不应小于231.48W;若UPS系统配置4组电池,每组电池放电功率值不应小于462.97W。
2.1.1、采用12V蓄电池根据部分蓄电池厂家提供的放电数据,在放电时间为60分钟、2V蓄电池单体的放电终止电压为 1.8V、满足规范要求的情况下,所有厂家的恒功率放电数据详见表1。
发电机蓄电池品种要求

发电机蓄电池品种要求蓄电池是发电机组中的重要组成部分,它能够储存发电机产生的电能,为电力系统提供稳定的电源。
不同的发电机应根据其特定的工作环境和使用要求选择适合的蓄电池品种。
以下是一些常见的发电机蓄电池品种要求。
1. 铅酸蓄电池铅酸蓄电池是最常见的发电机蓄电池之一,具有成本低、充电效率高、使用寿命长等优点。
它适用于一般发电机组的应用,可以提供稳定可靠的电源。
2. 镍镉蓄电池镍镉蓄电池具有高能量密度、高放电电流、长寿命等特点,适用于一些对电能要求较高的发电机组。
例如,一些需要短时间内提供大功率输出的发电机组,如应急发电机组和船舶发电机组,可以选择镍镉蓄电池。
3. 锂离子蓄电池锂离子蓄电池具有高能量密度、轻量化、无记忆效应等优点,适用于一些对重量和体积要求较高的发电机组。
锂离子蓄电池还具有较长的使用寿命和较低的自放电率,使其成为一些高端发电机组的首选。
4. 镍氢蓄电池镍氢蓄电池是一种环保型蓄电池,具有高放电电流、长寿命、无记忆效应等特点。
它适用于一些对环境友好要求较高的发电机组,如太阳能发电机组和风能发电机组。
5. 钠硫蓄电池钠硫蓄电池是一种高温蓄电池,具有高能量密度、长寿命、快速充放电能力等特点。
它适用于一些高功率要求和长时间运行的发电机组,如电网调峰发电机组和储能电站。
6. 液流蓄电池液流蓄电池是一种新型的蓄电池技术,具有高能量密度、长寿命、可充电性能好等特点。
它适用于一些对能源密度和循环寿命要求较高的发电机组。
在选择发电机蓄电池时,除了考虑蓄电池的品种要求外,还需考虑以下因素:1. 电压要求:根据发电机组的工作电压要求选择合适的蓄电池。
一般来说,蓄电池的电压应与发电机组的输出电压相匹配。
2. 容量要求:根据发电机组的负载需求和使用时间,选择适当的蓄电池容量。
容量过小会导致电能不足,容量过大则会增加成本和体积。
3. 充电效率:蓄电池的充电效率越高,能够更快地储存电能,提高发电机组的效率。
4. 使用寿命:蓄电池的使用寿命应与发电机组的设计寿命相匹配,以保证其能够正常工作并提供稳定的电源。
变电站蓄电池容量的选择(参考)

现在不论是对已运行常规变电站的改造,还是新建的110kV变电站,都是按无人值班模式进行设计、运行,其二次设备大多采用综合自动化系统。
而综合自动化系统与常规二次设备的区别就在于它集保护、控制、测量、信号等装置于一体,取消了传统的红、绿灯监视以及中央信号装置,实现了对变电站的“四遥”操作。
另外110kV、35kV断路器目前一般选用SF6断路器,10kV断路器则选用真空断路器或中置柜,均配置弹簧操作机构。
变电站内没有电磁操作机构,而弹操机构的合闸电流远远小于电磁操作机构,因此可以将弹操机构列入控制负荷。
这样一来变电站内就没有了动力负荷,全部为控制负荷,其直流系统就可以取消合闸母线,而只设置控制母线。
通过上面的简述,可以看出110kV及以下无人值班变电站的直流负荷比常规站要少一些,并且没有什么冲击负荷,因此其蓄电池组的容量应该重新进行计算并确定,而不应依据常规变电站的经验来选择。
鉴于各类设计手册上对该部分内容涉及不深,本文就先分析、统计站内各种直流负荷,在此基础上介绍其计算过程。
1、负荷分析1.1 经常负荷变电站综合自动化系统取消了常规的红绿灯监视、光字牌信号灯、事故信号装置、预告信号装置及闪光装置,只保留简易的信号报警器及通信设备,因此全站主要的直流负荷只有微机保护装置、微机测控装置、安全自动装置、简易的信号报警器。
断路器的位置指示一般由各保护装置上的发光二极管完成,同时在后台机上也显示; 隔离开关的位置指示一般在后台机上显示。
因平时无人值班,所以主控制室内一般不设经常直流照明负荷,而只保留几盏事故照明灯,以备事故处理时照明用。
1.2 事故负荷主要为照明、信号和继电保护装置等。
110kV变电站一般在主控制室及10kV配电装置室设置4~6盏事故照明灯,负荷在1000W左右,事故停电时间按规程规定为1h。
实际上现在无人值班变电站一般未装设事故照明切换装置,当事故发生时,事故照明灯并不马上燃亮,而是在操作人员赶到现场后才开始投入,因此按事故照明时间为1h来计算蓄电池容量是满足要求的。
12.4.4蓄电池的选择及容量计算方

1244蓄电池的选择及容量计算方法12.141铅酸蓄电池[66](1)铅酸蓄电池型式。
变电所直流操作电源用铅酸蓄电池,一般均为固定式铅酸蓄电池。
国产固定式蓄电池有下列几种:①开启式G (或GG)型蓄电池;②防酸隔爆式GF (或GM)型蓄电池;③防酸式GFD型蓄电池。
开启式G (或GG)型蓄电池,由于酸雾大,维护管理复杂且对维护工人的健康影响较大,在各生产厂已极少生产,不推荐使用。
防酸式GFD蓄电池产品达到德国工业标准DIN43539的要求。
防酸式GF (或GM)型蓄电池同GFD型蓄电池一样,均具有防酸隔爆的特性,且能量高,寿命较长,安装、维护管理方便,可降低蓄电池室的耐酸等级,且其价格低于GFD型。
(2)铅酸蓄电池容量的选择。
二十世纪80年代以前蓄电池容量的选择计算基本上是沿用前苏联的计算方法。
随着国外技术的引进,能源部在总结了国内外经验的基础上,提出了用电压控制法和阶梯负荷计算法来选择蓄电池的容量。
由于阶梯负荷计算法多适用于大型发电厂,而电压控制法既可用于发电厂也可用于各种类型变电所,故本节只介绍电压控制法用以选择有端电池及无端电池直流系统固定式铅酸蓄电池的容量。
电压控制法计算方法如下;1)蓄电池容量选择应满足事故全停电状态下的持续放电容量Q 二(12-1-1)K CB K C式中C c ――蓄电池10h放电率计算容量,Ah ;C SX——持续事故放电容量,Ah ;K k ――可靠系数,取1.40;K C——容量换算系数(根据不同的放电终止电压,对应放电时间1h,由图12-1-2中曲线查出);K CB容量比例系数,根据事故放电时间由表12-1-2查出。
但事故放电时间,应与C sx所取时间相一致,对变电所一般取1h,故K CB=1。
根据C C计算值,选择接近该值的蓄电池容量C io。
2)蓄电池选择容量应满足事故放电过程中各阶段电压水平要求:a)事故放电初期电压水平K cho =1.1旦(12-1-2)C io式中K ch —事故放电初期冲击系数;I cho——事故放电初期放电电流,A ;Go——蓄电池10h放电率额定容量,Ah ;1.1――电压水平校验系数。
如何正确选择并使用汽车蓄电池

如何正确选择并使用汽车蓄电池汽车蓄电池作为汽车的重要组成部分,对于汽车的正常运行起着至关重要的作用。
正确选择并使用汽车蓄电池,不仅可以延长蓄电池的使用寿命,还能确保汽车的电力系统稳定运行。
下面将介绍如何正确选择并使用汽车蓄电池。
一、选择合适的汽车蓄电池容量汽车蓄电池的容量是指蓄电池储存电荷的能力,通常用安时(AH)来表示。
选择合适的蓄电池容量可以根据汽车的发动机排量和电气设备需求来确定。
一般而言,发动机排量越大,电气设备需求越大,所需的蓄电池容量也会相应增加。
因此,在购买汽车蓄电池时,要选择符合车辆需求的合适容量。
二、根据车型和使用环境选择适合的蓄电池类型常见的汽车蓄电池类型有干式蓄电池和液态蓄电池。
干式蓄电池由于无需维护和倒液,使用起来更加方便,适合绝大多数轿车和SUV车型。
而液态蓄电池则适合重型车辆和某些特殊环境下的使用,但需要定期维护和补充蒸馏水。
三、考虑蓄电池品牌和质量选择知名品牌的蓄电池可以保证质量和可靠性。
这些品牌通常有较高的技术水平和严格的质量控制,能够提供长时间的使用寿命和良好的性能保证。
此外,还应该关注蓄电池的生产日期,尽量选择最新生产的蓄电池,以确保其电荷储存能力和性能不会因长期储存而受损。
四、安装和使用注意事项1. 安装蓄电池时,首先要确保断电,并按照正确的顺序连接电极,避免短路和电击的风险。
2. 防止蓄电池过度放电,尽量避免长时间停车不用的情况,定期给蓄电池充电以保持其电荷状态。
3. 避免过度充电,定期检查蓄电池的电解液液位,如果液位偏低,应及时添加蒸馏水。
同时,避免使用超过额定电流的充电设备,以免损坏蓄电池。
4. 维护蓄电池的外部清洁,定期检查蓄电池连接器的松动情况,如有松动应及时拧紧。
5. 如果长时间不使用汽车,应将蓄电池断开,以避免自放电导致过度放电。
总结起来,正确选择并使用汽车蓄电池需要根据实际需求选择合适的容量和类型,选择可靠的品牌和质量。
在安装和使用过程中,要注意安全、防止过度放电和过度充电,并及时维护和清洁蓄电池,以延长其使用寿命。
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独立光伏系统蓄电池的选择时间:2012-04-09 13:08:01 来源:电源在线网作者:1 引言伴随社会经济的飞速发展,能源消耗持续增加,环境问题日益突出,开发、利用太阳能作为新能源成为大势所趋。
太阳能发电无需燃料,具有无污染、安全、无噪声、运行简单可靠、资源的相对广泛性和充足性、长寿命等其他常规能源所不具备的优点。
光伏能源被认为是二十一世纪最重要的新能源、可再生的绿色能源。
太阳能光伏发电系统应用非常广泛,依据应用的形式不同一般可分为两大类:独立光伏系统和并网光伏系统。
其中独立光伏系统应用相对广泛,日常生活中可见太阳能手电筒、太阳能路灯、太阳能充电器等均属于此类系统。
独立光伏系统一般由四个基础部分组成:光伏电池阵列、储能系统(蓄电池)、直流控制系统、负载,如图1所示。
图1 独立光伏系统组成在独立的光伏系统中,蓄电池的作用主要是储存能量,在晚上或多云等气候情况下,光伏阵列不能提供足够的能量时,蓄电池供给负载,保证系统的正常运行。
它是仅次于太阳能光伏阵列的重要组成部分,也是对系统性能可靠性、系统成本影响最大的部分之一。
本文探讨如何在保证系统正常工作、最大使用寿命、最大限度降低成本的情况下,为独立光伏系统选择并确定参数合理、数量合适的蓄电池。
2 蓄电池的选择(1)方法独立光伏系统蓄电池的选择过程主要包括三个方面:蓄电池种类、蓄电池的容量和蓄电池组串并联的确定。
蓄电池种类很多,主要有铅酸蓄电池、锂离子蓄电池、镍氢电池等。
目前,由于产品技术的成熟性和成本等因素,一些小型简单的独立光伏系统中使用镍氢电池,但应用较少;多数的独立光伏系统中使用铅酸蓄电池,应用广泛。
国家还制定了GB/T22473-2008《储能用铅酸蓄电池》标准,用以规范该类铅酸蓄电池产品的要求。
本文以下的内容均以铅酸蓄电池为基础。
蓄电池的容量选择与很多因素有关,主要有日负载需求、蓄电池最大放电深度、独立运行天数、安装地环境温度。
独立光伏系统的蓄电池容量,要保证系统在太阳光照连续低于平均值的情况下负载仍可以在一定时间内持续正常工作。
在光照度低于平均值的情况下,太阳能电池组件产生的电能,不能完全补充每日负载需求从蓄电池中消耗能量而产生的空缺,这样蓄电池就会处于亏电状态。
如果在一定时间内光照度始终低于平均值,蓄电池持续放电以供给负载的需要,蓄电池的荷电状态持续下降。
但是为了避免蓄电池的损坏,这样的放电过程只能允许持续一定的时间,直到蓄电池的荷电状态到达安全的最低值,即蓄电池的最大放电深度。
这里我们将持续放电时间称为:独立运行天数,即光伏系统在没有任何外来能源的情况下蓄电池供给负载正常工作的天数。
独立运行天数的确定主要与两个因素有关:光伏系统安装地点的气象条件(最大连续阴雨天数)、负载对应用场合的重要程度。
通常我们将光伏系统安装地点的最大连续阴雨天数作为光伏系统的独立运行天数,同时还要综合考虑负载对应用场合的重要程度。
对于应用场合重要的光伏应用系统,如通信、医院等重要部门,必须考虑系统的独立运行天数较长,一般考虑为(7~14)天,相对应的电池容量也需较大。
对于其他应用场合的光伏应用系统,系统的独立运行天数、以及对应的电池容量大小可以根据实际情况确定。
同时,由于铅酸蓄电池的额定容量会随着温度的变化而变化(见图2),当蓄电池温度下降时,蓄电池的容量会下降,所以安装地气温对确定蓄电池的容量非常重要。
如果安装地的气温较低,实际需要的蓄电池容量就要比常温条件下需要的蓄电池容量大,才能保证在不影响蓄电池使用寿命的情况下满足负载的用电需求。
大多数铅酸蓄电池生产企业一般会提供相关的蓄电池温度-容量修正曲线。
在该曲线上可以查到对应温度的蓄电池容量修正系数。
图2温度与容量关系综合上述所有的影响因素,可以得到如下独立光伏系统蓄电池容量计算公式:日负载需求(Ah)×独立运行天数蓄电池容量= ------------------------------------ (1)最大放电深度×容量修正系数蓄电池串并联的确定直接关系到单体蓄电池数量的确定,依赖于系统工作电压、单体蓄电池标称电压和容量以及计算出的系统的蓄电池容量。
系统工作电压主要涉及到太阳电池组件的输出电压、控制器的额定工作电压以及负载的工作电压。
通过单体蓄电池的串联来实现与系统工作电压的匹配。
系统串联蓄电池数量计算如下:系统工作电压串联单体蓄电池数= ----------------------- (2)单体蓄电池标称电压单体蓄电池的并联数量由计算出的系统的蓄电池容量除以单体蓄电池容量得到。
在实际应用当中,要尽量减少并联数目,最好是选择大容量的单体蓄电池以减少所需的并联数目。
因为并联的单体蓄电池在充放电的时候会发生电流不平衡现象。
并联的组数越多,发生蓄电池不平衡的可能性就越大。
(2)实例根据上述计算公式,用一个太阳能路灯系统作为范例。
假设该太阳能路灯光伏系统负载为24V、60W的LED灯,每天工作时间约为10h。
这是一个负载对电源要求并不是很严格的系统,我们选择6天的独立运行天数,并使用深循环电池,放电深度为80%,单体蓄电池标称电压12V、额定容量200Ah。
安装地环境温度为15℃~25℃(假设该温度下容量不需修正)。
从而可得:日负载需求:60×10/24=25(Ah);蓄电池容量:6×25/0.8×1=187.5 (Ah);需要串联的单体蓄电池数:24V/12V=2(只);需要并联的单体蓄电池数:187.5/200=0.93,取整数为1。
所以该太阳能路灯系统需要使用12V/200Ah的蓄电池个数为:2串联×1并联=2(只)。
3 结语一般情况下,在选定蓄电池种类后,根据日负载需求、独立运行天数、最大放电深度、安装地气温等信息数据和上述计算公式,就可以选择和确定独立光伏系统蓄电池的容量大小以及蓄电池数量。
但在实际应用中,蓄电池容量的选择还要考虑其他因素,比如安装地点,如果在很偏远的地区,考虑到维护成本、维护周期的原因,必须使用比计算值大的蓄电池容量。
因此,光伏独立系统蓄电池的选择是理论计算与成本等其他因素综合衡量的结果。
参考文献[1] 太阳能发电-光伏能源系统 Stefan Krauter[2] 独立光伏系统中蓄电池的作用及选择张凤鸣[3] 独立光伏电站铅酸蓄电池的运行管理参数可再生能源[4] 太阳能光伏应用中的蓄电池研究陈维沈辉■目前光伏系统大多采用蓄电池作为贮能元件。
而能够与光伏电池配套使用的蓄电池种类有很多,目前广泛使用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍镉蓄电池等。
目前常使用的是铅酸免维护蓄电池,因其维护方便,性能可靠,且对环境污染较小,特别是用于无人值守的光伏电站时 如图1 ,有着其他蓄电池所无法比拟的优越性。
本文以光伏系统中的铅酸免维护蓄电池 12V,12AH 为例进行实验比较不同的充电检测方法。
1关于蓄电池的充放电蓄电池充放电是根据化学反应进行的,即电池主要组件的结构和化学成分发生连续和深度的变化。
所以与一般电子零部件相比,蓄电池对温度变化更为敏感。
此外,反应速率,即充电电流或放电电流,影响反应参数并由此影响蓄电池的性能。
光伏系统中的蓄电池的工作条件与蓄电池在其他场合的工作条件不同,其充电率和放电率都非常小,且充电时间受到限制,即只有在日照时才能充电,所以不能按一固定的充电规律对其进行充电。
由于蓄电池应用在这个特殊的环境下,致使其寿命比所预定的短,成为整个光伏系统中最易损坏的部分,其损坏的原因主要为“过充”与“过放”。
免维护铅酸蓄电池的充放电电池反应为:2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4过充是指蓄电池单格电压超过某一水平 一般为2.35V/单格~2.40V/单格 ,此时蓄电池无法使产生的氧气充分再化合。
充电电压过高,在负极上生成的氢很难在电池内部被吸收,在电池中因积累而产生压力并且导致水份损失。
严重过充时,水分解,产生氢气和氧气,使得蓄电池底部浓度比其他地方高出许多,导致负极板底部硫酸盐化,正极板腐蚀和膨胀,造成容量损失。
过放是指蓄电池放电超过了规定的放电终止电压 如图2 ,蓄电池放出了过量的容量。
在铅酸蓄电池中,两个电极对过放都是敏感的。
在溶解再沉积机理中,当铅 Pb 和二氧化铅 PbO2 分别溶解在电解液中并作为新的化合物硫酸铅 PbS04 沉淀出来时,活性物质发生了彻底的转变并且失去原有的结构。
负电极由于有反极的危险,对过放也是敏感的。
活性物质中的膨胀剂可能会因氧化而失去作用,而铅酸蓄电池在随后再充电时枝晶增长的危险会大大增加。
在设计光伏系统时需要对蓄电池的容量进行检测以判断是否应继续充电或放电。
目前大部分采用电压单环的在线式检测方案。
2在线式检测方案在线式检测,即在充电过程中不断地对蓄电池的端电压进行监测,当蓄电池的端电压大于某个限定值时,就视为已充满,停止太阳电池向蓄电池充电。
由于这种电路结构简单,价格低廉。
目前应用最为广泛。
它的电路结构可以基于比较控制器建立蓄电池检测电路 如图3 。
此电路可以用比较器来控制电池组的充电电流。
蓄电池电压VD分别经分压后输入比较器:当VD<8V时,比较器被触发,太阳电池经防反二极管向蓄电池充电;当VD>15V时,停止充电。
门限电压可设定 文中所用8V与15V为经验所得值 。
此电路结构简单,成本低,且易于维护,其在光伏应用初期曾得到广泛运用。
但它不能实现涓流充电,造成了能源的极大浪费,使得本来效率就不高的光伏系统性价比更低。
随着集成电路的广泛使用,如今市场上的光伏产品中普遍采取基于专业芯片的检测电路,而主控电路采用ΔV型,充电专用IC中常用的类型。
铅酸电池在充电时,电压随充电时间的增长而上升,但充足电后端电压开始下降。
设计主控电路时,利用该特性监测电池电压出现峰值之后的微量下降,以控制充电结束,达到自动充电的目的,这也称为—ΔV法。
以下列出芯片功能实现框图 图4 。
它能有效地防止蓄电池的“过充”与“过放”,并能实现涓流充电,有利于光伏系统效率的提高,是当前运用最为广泛的蓄电池检测电路。
3离线式检测方案蓄电池的电压受很多因素的影响,例如温度、湿度等,特别是在充电过程中,蓄电池的端电压并不能很好地反映其容量。
上述在线式检测方案中蓄电池都与太阳电池直接相连,其端电压受太阳电池端电压制约,VD并不能准确地反映蓄电池的容量。
这突出表现为当系统所处温度较高时,由于太阳电池板和蓄电池的端电压均受温度影响严重,太阳能板端电压随温度升高而降低,而蓄电池端电压则刚好相反,容易出现蓄电池容量未满却已不能充入的现象 常称之为“虚满” 。
这在很大程度上影响了蓄电池容量检测的准确性,进而阻碍了整个系统的正常工作,造成能源的极大浪费。
针对这一问题,我们在这里提出一种新颖的蓄电池容量检测方案——离线式检测。