蓄电池和太阳能计算公式

太阳能系统中蓄电池和太阳能组件计算公式的建议推导公式一、蓄电池计算公式1.1 、蓄电池计算公式蓄电池需要容量 C = P*T*fV*fC*fL/UN/fE 蓄电池标称容量 Q(C10) = C/fM 1.2 、蓄电池计算公式说明1）负荷容量 P:参照负载的实际容量，单位为瓦 W。2）放电时间（ T） ：根据数据表中所给“蓄电池后备天数”折算为小时， T＝蓄电池后备天数 x 24h ，如果项目为连续 5 天，则计为 120 小时；3）温度系数（ fV） ：温度对蓄电池容量的影响，温度越高，蓄电池放电能力越强，温度降低，放电能力相应减弱。一般正常情况下蓄电池取平均存储温度 10℃， 考虑蓄电池在不同温度下的容量修正系数：产品规格 -20 ℃ -10 ℃ 0℃ 5℃ 10℃ 20℃ 25℃ 30℃ 40℃ 45℃2V/OPzV 60% 70% 88% 92% 95% 100% 103% 105% 106% 107% 综合考虑其他因素，蓄电池温度系数 fV 取值 1.1~1.2。4）容量补偿系数（ fC） ：在蓄电池长期连续运行的过程中，会由于频繁的化学反应而产生少量的气体，从而导致电解液失水，减小蓄电池容量，为了保证 10 年后蓄电池容量仍然能够满足系统运行要求，因此可选择 fC 取值 1.1 。5）寿命折算系数（老化系数）（ fL ） ：本值为系统长期运行后的自然损耗，为保证 10 年后寿命终期放电能力，寿命系数一般选择 1.0~1.1；6）最大放电深度（ fE ） ：一般考虑蓄电池 80%的最佳放电深度，本次项目选择 0.8 ；7）极板活化系数（ fM） ：蓄电池标称容量按 10 小时放电率标称，低于 10 小时放电率时，放电容量小于标称容量，大于 10 小时放电率时，放电容量大于标称容量。说明：活化系数 fM 就是蓄电池实际工作容量和标称容量的比率，蓄电池标称容量 C10 是在 10 小时放电时间下， 2V蓄电池放电到规定电压 1.8V 时放出的 Ah安时量，俗称 C10容量。针对不同放电时间、放电截止电压，厂家、不同规格的蓄电池极板活化系数不同；原则上，放电时间越长，放电截止电压选择应越高，以保证蓄电池组的使用性能。一般放电时间大于 100 小时后，放电截止电压应设置为 1.85V。放电截止电压选择越高，对蓄电池保护越好。1.3 、计算过程（举例说明）蓄电池容量计算过程：计算公式中各系数选择如下：P： 240W/24V/10A T：连续支撑 5 天，即 120 小时fV ，选择 1.2 fL ，选择 1.1 fC，选择 1.1 fE 选择 0.8 UN： 24V 蓄电池计算容量C = P*T*fV*fC*fL/UN/fE =240*120*1.2*1.1*1.1/24/0.8=2178Ah 本次系统中，蓄电池在 120 小时的活化系数值 fM=1.20；蓄电池标称容量 Q = C/fM = 2178/1.2 = 1815Ah ；根据蓄电池规格实际选取容量为 2000Ah/24V，较标称容量多出约 185Ah，有足够的冗余保证一些短时未核算负载同时启用。二、太阳能电池板容量的计算2.1 、主要设计指标和参数1）连续供电负载： 例如 240W/24V/10A 2）最低有效日照： 例如 4.87 kWh/m2/day （ 4.87 小时）3）蓄电池支持时间： 例如 5 天（ 120 小时）4）连续补足天数： 例如 30 天（需要将蓄电池从 20%充电至 90%）5）太阳能电池板规格：根据具体的太阳能组件确定， 例如 峰瓦数 180Wp、峰值电压Vmp23.0V、峰值电流 Imp7.83A，规格尺寸为 1310mm× 990mm× 50mm 6）组串规格： 例如 24V 系统，采取 2 片一个组串7）蓄电池规格： 2000Ah/24V，活化系数 1.2 ， 5 天连续放电，共放电 2000*1.2=2400Ah 2.2 、太阳能极板计算公式P=Ns× Np× Wp，其中 UpvUNs ，0KaIDTUCTUPNp dwhdwh2.3 、太阳能极板计算公式参数说明及取值P ：太阳能电池组件的总容量Ns：太阳能电池组件的串联块数，本次 2 块串联。Np：太阳能电池组件的并联数Wp：单块太阳能电池组件峰值功率（ Wp） ，本次选用 180W 型号太阳能组件，其峰值功率为 180Wp；U：系统额定输入电压（ V） ，本次采用 2 块太阳能组件串联， 24V 系统最低输入电压为21.6V，则两块额定输入电压取 43.2V；Io：单块太阳能电池组件的峰值电流（ A） ， 180Wp 太阳能组件峰值电流为 7.83A；whP ：负载日耗电量（ Wh） ， whP =240W x 24h =5760Wh；whC ：在连续阴雨天期间，蓄电池放电的总容量（ Wh） ，本站点设计最长连续阴雨天为 5天， 即完全由蓄电池支撑负载运行 5 天， 则蓄电池放电总量为 whC =5760Wh× 5day=28800Wh；Td：日照最差季节每天的等效日照时间（ h） ， Td 取 4.87 小时。η ：太阳能电池组件发电量的修正系数，考虑功率输出降效、线损、温度、衰减、污垢遮挡损失、光伏组件转换等对组件发电量的影响（ %） ，经过计算，修正系数 η 取 0.65。D：蓄电池深放电恢复周期（天） ，取 30 天。Ka：蓄电池放电回充等回路的损耗率，通常为 0.8 。2.4 、太阳能组件容量计算过程P=Ns× Np× Wp， Ns=2， Wp = 180Wp；8.57.83 8.03065.087.42.432880065.087.42.4357600IDTUCTUPNp dwhdwhNp 取整为 6 组并联；每组 2 片串联，共 12 片；P=Ns× Np× Wp =2× 6× 180=2160Wp 三、太阳能支架计算公式采用 XTP-4 型支架， 每组支架安装 4 块太阳能板， 单组支架占地面积 1410mm x 3000mm，12 块太阳能组件，共使用 12/3=4 组，单排占地面积 长 4 x 1410 =5.64 米，宽 3 米，占地面积5.64 x 3 =16.92平米。若采用前后双排各 2 组支架，则两组支架前后间距至少应为 3.5 米。也可以考虑后排抬高，使得前后排紧挨着排列，如图所示（仅为示意图，其中数据不考虑） ：