Как определяется размер батареи для конкретного применения?
Использование солнечных автономных источников энергии становится все более популярным для бытового, промышленного и муниципального применения. В связи с переменчивым характером возобновляемых источников энергии, многие установки включают в себя систему аккумулирования энергии, чтобы обеспечить снабжение при пиковых потребностях и в условиях ограниченного производства энергии. Существуют альтернативные технологии хранения, но метод расчета Необходимый размер свинцово-кислотной батареи является общим для всех химикатов. Для обеспечения системы, удовлетворяющей требованиям использования, необходимо получить достаточно подробную картину загрузки и времени автономной работы батареи.
Как сделать расчет размера батареи - как рассчитать размер батареи
Необходимо учесть эффективность компонентов системы при преобразовании энергии из входного источника в потребность батареи. Для этого размер отдельной нагрузки, общая нагрузка и время работы отдельных устройств являются решающими факторами для расчета точной емкости батареи для системных требований. Будь то в качестве единственного источника электроэнергии или в качестве гибридного источника топлива, характеристики оборудования и область применения должны быть тщательно изучены, чтобы спроектировать и указать эффективную и бесперебойную установку. Для полного или частичного обеспечения электричеством в ночное время от солнечной фотоэлектрической батареи требуются аккумуляторы для хранения электрической энергии.
Что такое размер батареи?
Тщательный подход к расчету автономной нагрузки также обеспечит точность выбора солнечной батареи. Правильная спецификация батареи обеспечит не только удовлетворительную автономность, но и длительный и экономически эффективный срок службы батареи. Ниже приводится руководство по получению подробной и правильной информации, необходимой для расчета размеров батареи, требуемых для максимизации ее производительности, энергоэффективности и рентабельности.
Краткое изложение метода: В этом разделе представлено понимание общего метода, чтобы дать объяснение методологии, использованной для получения данных. Подробный расчет и методы получения нагрузок и КПД приведены в разделе “Эксплуатация”.
Неправильный выбор размера батареи может привести к...
Неправильный выбор размера батареи может привести к быстрым нежелательным результатам. При установке больших батарей сбои могут происходить быстро из-за неправильного выбора размера батареи. Результирующая мощность может оказаться недостаточной для обеспечения требуемого количества часов для данной нагрузки. Очень важно обеспечить тщательное определение размера батареи. Microtex помогает всем своим клиентам, если необходимо определить размеры батареи.
Предложение Microtex:
- Определение размера батареи для ups
- Выбор размера батареи для солнечной системы
- Определение размера батареи для солнечной батареи
- Выбор размера батареи для электромобиля
- Определение размеров батарей для автономных систем
- Определение размеров батарей для инверторов
- Определение размера батареи для подстанции
- Соответствие размера батареи нагрузке
как рассчитать размер необходимой батареи
- Оценка автономности в часах (H)
Это время, в течение которого аккумулятор должен работать без подзарядки. Это обозначается как H Как правило, имеется несколько нагрузок от различных устройств, и эти нагрузки могут работать не постоянно. Для этих индивидуальных нагрузок будут существовать индивидуальные автономии. Они будут перечислены отдельно как нагрузка 1, 2, 3 и т.д., с соответствующим временем работы, т.е. соответствующей автономностью. Эти индивидуальные автономии обозначаются как h1, h2. h3 и т.д.
- Расчет общей и средней нагрузки (Lt и La)
Важно оценить общее количество ампер-часов, которое батарея должна обеспечить во время работы. Однако также важно знать вариации нагрузок и тип используемой нагрузки. Расчет нагрузки может быть выполнен двумя способами:
- Оценка на основе рейтинга оборудования
- Прямое измерение нагрузки
Для оценки по номиналу компонента важно знать не только указанное значение, но и коэффициент мощности. Многие нагрузки имеют индуктивный элемент, например, телевизор, холодильник или светодиодные лампы. Отдельные нагрузки (в ватт-часах) обозначаются l1, l2, l3 и т.д.
Номинальная мощность нагрузки должна быть скорректирована с учетом ее коэффициента мощности путем умножения нагрузки на коэффициент мощности. Если нагрузка получена путем измерения, то этот шаг не нужен, и измеренное значение можно использовать напрямую. Нагрузка и средняя нагрузка могут быть рассчитаны путем взятия суммы отдельных нагрузок или максимальной измеренной нагрузки (Lt), затем деления на количество часов работы батареи (H) для получения средней нагрузки (La). Более точным методом является изучение отдельных нагрузок и времени их работы. Чтобы рассчитать общее количество необходимых ватт-часов, нагрузки умножаются на время их работы.
Эффективность системы
Основной принцип работы солнечного фотоэлектрического источника или источника возобновляемой энергии заключается в том, что он должен преобразовывать энергию (ватты) в форму, которая имеет контролируемое напряжение для хранения или прямого использования через инвертор или преобразователь постоянного тока: DC, где имеется постоянное напряжение питания. Каждая операция от источника питания до нагрузки будет иметь потери эффективности, которые необходимо учитывать при расчете количества энергии, доступной для автономного периода. Общая эффективность системы зависит от количества ступеней между источником питания, нагрузкой и % эффективности на каждой ступени.
Основной принцип работы солнечного фотоэлектрического источника или источника возобновляемой энергии заключается в том, что он должен преобразовывать энергию (ватты) в форму, которая имеет контролируемое напряжение для хранения или прямого использования через инвертор или преобразователь постоянного тока: DC, где имеется постоянное напряжение питания. Каждая операция от источника питания до нагрузки будет иметь потери эффективности, которые необходимо учитывать при расчете количества энергии, доступной для автономного периода. Общая эффективность системы зависит от количества ступеней между источником питания, нагрузкой и % эффективности на каждой ступени. Например, общая эффективность простой системы без накопителя энергии составит:
- PV массив —-> DC: DC —–> Инвертор —–>Нагрузка
Мощность солнечных панелей x КПД преобразователя постоянного тока (EDC) x КПД инвертора (EI)= общая доступная мощность.
При хранении энергии также необходимо учитывать эффективность зарядного устройства, эффективность химического состава батареи при разряде и заряде. Потеря напряжения в кабелях – это еще один фактор, который необходимо учитывать при расчете требуемой мощности батареи.
- Требуемая мощность солнечной батареи.
Можно рассчитать потребность в мощности просто из общего количества ватт-часов, необходимых в течение периода автономной работы, используя либо измеренные, либо рассчитанные значения, как объясняется в разделе 2. Однако для определения размера батареи солнечной системы, необходимой для получения этой мощности, требуется более детальный подход. Необходимо знать следующие параметры:
- Минимальное состояние заряда батареи в конце автономной работы
- Максимальное состояние заряда батареи в конце периода зарядки
- Пиковая нагрузка на батарею в период автономной работы
- Время, когда возникает пиковая нагрузка
- Потеря напряжения между батареей и нагрузкой постоянного тока и потеря напряжения между инвертором и нагрузкой переменного тока
- Рабочая температура батареи
Эти максимальное и минимальное состояния заряда важны для обеспечения того, чтобы батарея не только обеспечивала достаточное количество энергии в течение периода автономной работы, но и чтобы батарея получила ожидаемый рабочий цикл и имела достаточное количество энергии в течение периода подзарядки для завершения рабочего цикла. Пиковые нагрузки и их возникновение в период разряда важны, так как это вызовет падение напряжения.
Определение размера солнечной батареи должно быть выполнено таким образом, чтобы это падение, включая потери напряжения в системе, не опускалось ниже требуемого рабочего напряжения для нагрузок или инвертора. Емкость солнечной батареи зависит от температуры. Чем ниже температура, тем ниже производительность. Срок службы батареи также зависит от рабочей температуры батареи: как правило, чем выше температура, тем короче срок службы батареи. Информация о размерах батареи, касающаяся емкости и срока службы, будет предоставлена Техническая команда Microtex. Связаться с компанией Microtex можно здесь.
Оценка доступной емкости батареи с использованием средней нагрузки
Средняя нагрузка может быть рассчитана любым из описанных методов, которые учитывают неэффективность, время работы, пиковые нагрузки и время их возникновения во время разряда. Это следует использовать для оценки доступной емкости, необходимой для батареи. Однако важна не только общая требуемая энергия, поскольку маловероятно, что потребление тока будет равномерным в течение всего времени автономной работы. Пиковая нагрузка важна, особенно если она возникает ближе к концу периода разряда, так как она может привести к падению напряжения батареи ниже минимально необходимого для работы оборудования, несмотря на то, что батарея имеет достаточную емкость для обеспечения общей потребности в энергии.
Размер батареи – потребность в мощности для зарядки батареи
Зарядное устройство должно иметь достаточный выходной ток для подзарядки аккумулятора до состояния заряда, необходимого для завершения периода автономной работы. Важно получить от Microtex правильный режим перезарядки для используемого типа солнечной батареи, а также обеспечить достаточное время для требуемой перезарядки. Необходимо учитывать эффективность зарядного устройства и эффективность заряжаемой батареи. Эффективность зарядного устройства будет зависеть от потерь, связанных с преобразованием энергии от источника питания к батарее. От того, будет ли это трансформаторное, импульсное или высокочастотное зарядное устройство, зависит эффективность преобразования.
Существуют дополнительные потери из-за разницы между напряжением зарядки и напряжением разрядки батареи, которые зависят от используемого профиля зарядки и процентного состояния заряда, которого должна достичь батарея. Энергетическую эффективность, т.е. амперы x вольты x время (ватт-часы), не следует путать с кулоновской эффективностью, т.е. амперы x время (ампер-часы). Большинство компаний-производителей аккумуляторов указывают в своей литературе только кулоновскую эффективность перезарядки. Это не является истинным показателем эффективности системы, которая должна измеряться в ватт-часах. Техническая команда Microtex проконсультирует по вопросам режима зарядки и эффективности для целей расчета.
Выбор размера батареи для солнечных батарей
После полного понимания требований к мощности с помощью описанных методик и определения характеристик подзарядки можно рассчитать размер солнечной батареи. Это уравнение:
Общее количество ватт, включая неэффективность, выведенное из батареи = общее количество ватт, включая неэффективность, введенное в батарею.
Еще два фактора – это температура окружающей среды и глубина разряда и перезаряда для обеспечения требуемого срока службы цикла и времени перезаряда для работы батареи. Количество используемой емкости батареи может быть выражено в виде доли, например, минимальная SOC = 20% и максимальная SOC = 95%, доля емкости составляет 75% или 0,75. Рабочая температура обеспечит компенсацию емкости, а DOD и %SOC определят размер батареи таким образом, чтобы:
- Размер батареи = (общая мощность/доля емкости) x температурная компенсация
Это обеспечит правильный размер батареи без права на ошибку. Рекомендуется добавить к этому конечному значению запас +5% для обеспечения бесперебойной работы.
