離網光伏發(fā)電系統蓄電池容量配置

離網光伏發(fā)電系統的蓄電池容量應與光伏陣列功率適配，不宜過小或過大。

一、基本計算公式

電池容量的基本公式為：

蓄電池容量=負載日平均用電量x連續(xù)陰雨天數/最大放電深度

其中，負載日平均用電量的單位是A·h；最大放電深度是蓄電池最大放電量占蓄電池容量的百分比（根據百度百科理解）；根據實際經驗，連續(xù)陰雨天數的取值處于3~7天之間，對于重要負載，連續(xù)陰雨天數的取值處于7~15天之間。

如果給定的負載日平均用電量的單位是W·h，需將W·h折算為A·h，折算關系為：

負載日平均用電量（A·h）=負載平均用電量（W·h）/系統工作電壓

二、相關因素的考慮

（1）放電率對蓄電池容量的影響

蓄電池的容量隨著放電率（根據百度百科：放電率是度量蓄電池放電快慢的放電參數，包括放電倍率和放電時率兩種表示方式）的降低（或增加）而增加（或減?。?。即大電流放電時，蓄電池的實際電量小于標稱容量；小電流放電時，蓄電池的實際電量大于標稱容量。

蓄電池生產廠家所提供的蓄電池額定容量是蓄電池在10h放電率下的容量。若蓄電池以低于10h的放電率放電（根據百度百科理解：蓄電池在10h完成放電的電池容量），則實際放電量高于蓄電池容量額定值，導致光伏系統成本增加（個人理解：因為實際放電量較高，破壞了光伏發(fā)電系統和負載的平衡，所以需增加使光伏發(fā)電系統和負載平衡的成本）。若蓄電池以高于10h的放電率放電，則實際放電量低于蓄電池容量額定值，導致光伏系統供電不足。因此，設計光伏發(fā)電系統時需對蓄電池額定容量修正。

對蓄電池額定容量修正需要詳細的電池容量與放電率關系的資料，若無相關資料，可將慢放電率（放電率處于50~200h之間）的光伏發(fā)電系統蓄電池的容量作為修正值，一般該值在額定容量的基礎上提高5%~20%（個人理解：根據“一、基本計算公式”中的內容，光伏發(fā)電系統的蓄電池需能夠放電3~15天，因此蓄電池可能更多時間處于慢放電狀態(tài)）。

光伏系統的平均放電率（個人理解：平均放電率是光伏系統需要蓄電池放電的時間）計算公式為：

平均放電率（h）=負載工作時間×連續(xù)陰雨天數/最大放電深度

對于需向多路不同負載供電的光伏發(fā)電系統，平均負載工作時間的計算方法為：

負載工作時間=∑負載工作功率x負載工作時間/∑負載工作功率

（2）環(huán)境溫度對蓄電池容量的影響

蓄電池易受到外界溫度的影響，蓄電池工作的理想溫度為25°C。一般，0℃時，蓄電池容量的修正系數（個人理解：蓄電池的實際容量=蓄電池的額定容量×修正系數）處于0.95~0.9之間，-10℃時，蓄電池容量的修正系數處于0.9~0.8之間，-20℃時，蓄電池容量的修正系數處于0.8~0.7之間。

圖片來源：中國慕課大學《光伏發(fā)電工程技術》

當環(huán)境溫度在-10°C以下時，淺循環(huán)型蓄電池的最大放電深度可由常溫的50%調整為35%~40%，深循環(huán)型蓄電池的最大放電深度可由常溫的75%調整為60%。這樣即可以提高蓄電池的使用壽命，減少蓄電池系統的維護費用，同時減少蓄電池系統成本成本的增加。



圖片來源：中國慕課大學《光伏發(fā)電工程技術》

（3）實用蓄電池容量的計算

經過以上修正，蓄電池容量的計算公式為：

蓄電池容量=負載日平均用電量（A·h）x連續(xù)陰雨天數×放電率修正系數/(最大放電深度×溫度修正系數)

個人理解：根據“二、相關因素的考慮”中的內容，放電率修正系數參考相關資料，若無相關資料，則放電率修正系數的取值可處于1.05~1.2之間。

（4）電池串并聯數

蓄電池串聯數=系統工作電壓/蓄電池標稱電壓

蓄電池并聯數=蓄電池總容量/蓄電池標稱容量

在實際應用當中，應盡量減少并聯數，即盡量選擇大容量的蓄電池。多數光伏系統采用的是兩組并聯模式。

審核編輯：劉清