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光伏离网系统蓄电池几个冷知识

光伏逆变器  来源:古瑞瓦特    2020/10/20 10:50:36  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:光伏离网发电系统,由光伏方阵、太阳能控制器、逆变器、蓄电池组、负载等构成。光伏方阵将太阳能转换为电能,通过控制器给蓄电池组充电,再通过逆变器给负载供电。由于在光伏和逆变器之间,多了一个蓄电池,因此在电流走向、设备选型会产生很多变化。

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离网发电系统示意图

光伏发电是否必须要先进入蓄电池再进入负载

电流进入蓄电池,再放出来,有一定的损耗,且会降低影响蓄电池的寿命。那么逆变器有没有一个功能,让电流不经过蓄电池充放,直接给负载使用?其实这个过程是可以实现,只是不是由逆变器来实现,而是由电路供给自动来实现。

从电路原理上,同一个时刻,电流只能一个方向。即在同一个时刻,蓄电池要么充电,要么放电,蓄电池不能同时充电和放电。因此,当太阳能功率大于负载功率时,蓄电池是处于充电状态,负载所有的电能都由从光伏提供的。当太阳能功率小于负载功率时,蓄电池是处于放电状态,所有的光伏发电都不经过蓄电池直接提供给负载。

蓄电池充电电流的计算

蓄电池的最大充电电流是由三个方面来决定:一是逆变器本身的最大充电电流 ,二是光伏组件的太小,三是蓄电池允许的最大充电电流。正常情况下,蓄电池的充电电流=光伏组件功率*MPPT效率/蓄电池电压,如组件功率为5.4kW,控制器的效率为0.96,蓄电池电压是48V,那么最大的充电电流=5400*0.96/48=108A,市电充电基本上是按逆变器的最大充电电流计算,如果逆变器的最大充电电流是100A,就会把这个电流限制到100A,再就看蓄电池的最大充电电流,现在普通铅酸蓄电池充电电流一般是0.2C,也就是说一个12V200AH的电池,最大充电电流是200*0.2=40A,所以要并联3个才满足100A的电流,现在锂电池,有48V100A的版本,也可以选。

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放电电流的计算

蓄电池的最大放电电流也是由三个方面来决定:一是逆变器本身的最大放电电流 ,二是负载的太小,三是蓄电池允许的最大放电电流。正常情况下,蓄电池的放电电流由负载来决定的,蓄电池的放电电流=负载功率 /蓄电池电压*逆变器效率,如负载功率是3kW,蓄电池电压是48V,逆变器效率是0.96,则此时最大的充电电流=3000/(48*0.96)=60A,要注意蓄电池的充放电容量有可能不一样,有的铅炭电池,放电电流可达1C。在光储能系统正常运行时,如果有光照,蓄电池的电流可能并不是按上面的公式来计算,蓄电池的电流要少些,因为有可能光伏和蓄电池同时给负载供电。

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蓄电池的电缆怎么设计

离网逆变器都有过载能力,如一个3kW的离网逆变器,可以支持一台1kW的电动机启动,最大启动瞬时功率可以达到6kW,有人认为这个瞬时功率的能量要由逆变器外部提供,其实毫秒级的能量,无论光伏还时蓄电池都无法提供,但逆变器可以提供,逆变器内部有储能元件—电容和电感,都可以提供瞬时功率。蓄电池充放电都是用到同一根电缆,所以在设计时,要计算实际充放电电流,哪一个最大,就选哪个,如一个5kW的逆变器,配4kW的组件,带3kW的负载,蓄电池48V600AH,逆变器自身最大充电电流是120A,光伏最大充电电流是80A,负载最大时,蓄电池最大放电电流是65A,如果逆变器不支持光伏和市电同时充电,电缆按80A来选,用16平方,如果光伏和市电可以同时充电,电流就可以达到120A,这时候电缆要用25平方。

总结

当光伏输出和负载功率差不多或者稍大时,光伏电流可以不经过蓄电池,直接供给负载,离网系统效率最高;当光伏发电和负载用时不在同一个时间段,例如光伏白天发电,负载晚上用电,这时候光伏发电必须要先进入蓄电池再进入负载,离网系统效率较低。蓄电池的电缆要按电池充放电最大电流来设计,同一台逆变器在不同的应用场合,电流不一样,需要区别计算。

原标题:光伏离网系统蓄电池几个冷知识

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