池平常处于不完全充电状态,大多时间处于放电状态,而且充电电流和电压将随太阳辐照
度变化而变化,有时充电电压不够,有时又过高,有时长时间过放电静止,这都会影响蓄
电池的容量和使用寿命,蓄电池的容量则还要受放电率和环境温度的影响。所以蓄电池的容
量设计和使用条件的控制很重要。
(
1)蓄电池的选用
能够与光伏阵列配套使用的蓄电池种类很多,主要有免维护铅酸蓄电池、普通铅酸蓄电
池和碱性镍镉蓄电池三种。国内目前大多使用免维护铅酸蓄电池,因为它免维护和污染环境
少,适合用于独立光伏系统,特别是无人值守的工作站。普通铅酸蓄电池由于需要经常维护
和对环境污染较大,常见用于有维护能力的场合。碱性镍镉蓄电池虽然有较好的低温、过充、
过放性能,但由于价格较高,仅适用于一些特殊场合。
(
2)蓄电池组的容量计算
蓄电池的容量是指充满电的蓄电池在一定放电条件下放电到终止电压时所能给出的电
量,常用
C 表示。通常在 C 的下角处标明放电率,如 C10 表示 10h 放电率时的放电容量。放
电 率 则 是 指 在 一 定 放 电 条 件 下 放 电 到 终 止 电 压 时 所 经 历 的 时 间 , 如 有
1h、5h、10h、20h、50h、100h、200h、500h 等,放电率越小,即放电时间越短,放电电流就越大,
放电容量就越少。
蓄电池容量设计的基本思想是要保证在太阳辐射量连续低于平均值的情况下负载仍能
正常工作。在有太阳光照的时候,光伏阵列发的电要储存到蓄电池中,或者直接给负载供电;
当光照不足或在晚上,就要由蓄电池供电。同样,在连续阴雨天和重污染天期间,负载也必
须由蓄电池供电,所以蓄电池的容量就必须足够大,有时要将若干蓄电池组合成较大容量
的蓄电池组。
蓄电池组所需容量的计算公式为
C
/
=
(
3)
式中,
C
/
(A∙h)为指定放电率下蓄
电池组所需的容量;
Q
(A∙h)为负载
的日均用电量,
Q=P
0
t/V
0
,
P
0
(
W)为负载功率,t(h)为日均用电时间,对于
直流负载,
V
0
(V)为负载额定工作电压或蓄电池组的额定电压,对于交流负载,
V
0
(V)则为逆变器额定输入电压或蓄电池组的额定电压;
Z(d)为自给天数,
即系统在没有任何外来能源的情况下负载仍能正常工作的天数;
D 为蓄电池的
最大允许放电深度;
κ 为蓄电池容量的温度修正系数(即实际容量与额定容量之
比
);η
2
为电源变换和传输效率,对于直流负载因无需逆变器,只需考虑导线的
2
κη
D
QZ
3