光伏離網(wǎng)系統(tǒng)蓄電池幾個冷知識
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發(fā)布日期：2020-10-20
核心提示：
光伏離網(wǎng)系統(tǒng)蓄電池幾個冷知識
光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，由光伏方陣、太陽能控制器、逆變器、蓄電池組、負載等構(gòu)成。光伏方陣將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，通過控制器給蓄電池組充電，再通過逆變器給負載供電。由于在光伏和逆變器之間，多了一個蓄電池，因此在電流走向、設備選型會產(chǎn)生很多變化。
▲離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)示意圖
光伏發(fā)電是否必須要先進入蓄電池再進入負載
電流進入蓄電池，再放出來，有一定的損耗，且會降低影響蓄電池的壽命。那么逆變器有沒有一個功能，讓電流不經(jīng)過蓄電池充放，直接給負載使用？其實這個過程是可以實現(xiàn)，只是不是由逆變器來實現(xiàn)，而是由電路供給自動來實現(xiàn)。
從電路原理上，同一個時刻，電流只能一個方向。即在同一個時刻，蓄電池要么充電，要么放電，蓄電池不能同時充電和放電。因此，當太陽能功率大于負載功率時，蓄電池是處于充電狀態(tài)，負載所有的電能都由從光伏提供的。當太陽能功率小于負載功率時，蓄電池是處于放電狀態(tài)，所有的光伏發(fā)電都不經(jīng)過蓄電池直接提供給負載。
蓄電池充電電流的計算
蓄電池的最大充電電流是由三個方面來決定：一是逆變器本身的最大充電電流 ，二是光伏組件的太小，三是蓄電池允許的最大充電電流。正常情況下，蓄電池的充電電流=光伏組件功率*MPPT效率/蓄電池電壓，如組件功率為5.4kW，控制器的效率為0.96，蓄電池電壓是48V，那么最大的充電電流=5400*0.96/48=108A，市電充電基本上是按逆變器的最大充電電流計算，如果逆變器的最大充電電流是100A，就會把這個電流限制到100A，再就看蓄電池的最大充電電流，現(xiàn)在普通鉛酸蓄電池充電電流一般是0.2C，也就是說一個12V200AH的電池，最大充電電流是200*0.2=40A，所以要并聯(lián)3個才滿足100A的電流，現(xiàn)在鋰電池，有48V100A的版本，也可以選。
放電電流的計算
蓄電池的最大放電電流也是由三個方面來決定：一是逆變器本身的最大放電電流 ，二是負載的太小，三是蓄電池允許的最大放電電流。正常情況下，蓄電池的放電電流由負載來決定的，蓄電池的放電電流=負載功率 /蓄電池電壓*逆變器效率，如負載功率是3kW，蓄電池電壓是48V，逆變器效率是0.96，則此時最大的充電電流=3000/(48*0.96)=60A，要注意蓄電池的充放電容量有可能不一樣，有的鉛炭電池，放電電流可達1C。在光儲能系統(tǒng)正常運行時，如果有光照，蓄電池的電流可能并不是按上面的公式來計算，蓄電池的電流要少些，因為有可能光伏和蓄電池同時給負載供電。
蓄電池的電纜怎么設計
離網(wǎng)逆變器都有過載能力，如一個3kW的離網(wǎng)逆變器，可以支持一臺1kW的電動機啟動，最大啟動瞬時功率可以達到6kW，有人認為這個瞬時功率的能量要由逆變器外部提供，其實毫秒級的能量，無論光伏還時蓄電池都無法提供，但逆變器可以提供，逆變器內(nèi)部有儲能元件—電容和電感，都可以提供瞬時功率。蓄電池充放電都是用到同一根電纜，所以在設計時，要計算實際充放電電流，哪一個最大，就選哪個，如一個5kW的逆變器，配4kW的組件，帶3kW的負載，蓄電池48V600AH，逆變器自身最大充電電流是120A，光伏最大充電電流是80A，負載最大時，蓄電池最大放電電流是65A，如果逆變器不支持光伏和市電同時充電，電纜按80A來選，用16平方，如果光伏和市電可以同時充電，電流就可以達到120A，這時候電纜要用25平方。
總結(jié)
當光伏輸出和負載功率差不多或者稍大時，光伏電流可以不經(jīng)過蓄電池，直接供給負載，離網(wǎng)系統(tǒng)效率最高；當光伏發(fā)電和負載用時不在同一個時間段，例如光伏白天發(fā)電，負載晚上用電，這時候光伏發(fā)電必須要先進入蓄電池再進入負載，離網(wǎng)系統(tǒng)效率較低。蓄電池的電纜要按電池充放電最大電流來設計，同一臺逆變器在不同的應用場合，電流不一樣，需要區(qū)別計算。
▲古瑞瓦特離網(wǎng)產(chǎn)品