电池尺寸
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给定应用的电池尺寸如何确定?

太阳能离网能源供应在家庭、工业和市政应用中越来越受欢迎。 由于可再生能源的可变性,许多装置都包括一个能量存储系统,以便在峰值需求和能量产生有限的情况下进行供电。 有替代的存储技术,但 计算所需铅酸电池的电池尺寸的方法是所有化学品通用的。 为确保系统满足使用要求,有必要获得有关电池负载和运行时间自主性的合理详细图片。

如何进行电池容量计算 - 如何计算电池容量

必须考虑系统中组件将能量从输入源转换为电池需求的效率。 为此,单个负载的大小、总负载和单个运行时间是计算系统要求的准确电池容量的关键因素。 无论是作为唯一的电力来源还是作为混合燃料供应,都需要彻底了解设备和应用的特性,以设计和指定有效且无故障的安装。 为了在夜间从太阳能光伏阵列提供全部或部分电力,需要用于存储电能的电池。

什么是电池尺寸?

计算自主负载的细致方法也将确保太阳能电池的选择准确。 正确的电池规格不仅能确保令人满意的续航能力,还能确保电池寿命长且具有成本效益。 以下是获取计算电池尺寸所需的详细和正确信息的指南,以最大限度地提高其性能、能源效率和成本效益。

方法摘要:本节提供对整体方法的理解,以解释用于获取数据的方法。 详细的计算和获得负载和效率的方法在操作部分给出。

不正确的电池尺寸会导致...

不正确的电池尺寸会很快产生不良后果。 在大型电池安装中,由于电池尺寸不当,故障可能会很快发生。 由此产生的容量可能不足以为给定的负载提供所需的小时数。 确保仔细确定电池尺寸非常重要。 如果需要完成任何电池尺寸调整,Microtex 会帮助所有客户。

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  • UPS 电池尺寸
  • 太阳能系统电池尺寸
  • 太阳能电池阵列的电池尺寸
  • 电动汽车电池尺寸
  • 离网系统的电池尺寸
  • 逆变器的电池尺寸
  • 变电站电池选型
  • 要加载的电池大小

如何计算所需电池的大小

  • 以小时为单位的自主估计 (H)

这是电池必须在不充电的情况下运行的时间。 这被指定为 H 通常,来自各种设备的负载不止一个,这些负载可能不会连续运行。 对于这些单独的负载,将有单独的自主权。 这些将作为负载 1、2、3 等单独列出,并具有相应的运行时间,即相应的自主权。 这些单独的自治被指定为 h1、h2。 h3等

  • 计算总负载和平均负载(Lt 和 La)

评估电池在运行期间需要提供的安培小时总数很重要。 然而,了解负载的变化和使用的负载类型也很重要。 负载计算可以通过两种方式完成:

  • 从设备等级估计
  • 直接测量负载

要根据元件额定值进行估算,不仅要知道指示值,还要知道功率因数,这一点很重要。 许多负载都有电感元件,例如电视、冰箱或 LED 灯。 单个负载(以瓦特小时为单位)被指定为 l1、l2、l3 等。

负载的铭牌额定值必须通过将负载乘以功率因数来调整其功率因数。 如果负载是通过测量获得的,则不需要这一步,可以直接使用测量值。 负载和平均负载的计算方法是将单个负载或测得的最大负载 (Lt) 相加,然后除以电池运行的小时数 (H),得出平均负载 (La)。 更准确的方法是查看单个负载及其运行时间。 为了计算所需的总瓦时,负载乘以它们的运行时间。
系统效率

太阳能光伏或可再生能源供应的基本操作原理是,它必须将功率(瓦特)转换为具有受控电压的形式,用于存储或通过逆变器或直流直接使用:直流转换器,其中存在恒定电压供应。 从电源到负载的每次操作都会有一个效率损失,在计算自主期间可用的能量时必须考虑到这一点。 系统的总效率取决于电源、负载之间的级数以及每一级的效率百分比。

太阳能光伏或可再生能源供应的基本操作原理是,它必须将功率(瓦特)转换为具有受控电压的形式,用于存储或通过逆变器或直流直接使用:直流转换器,其中存在恒定电压供应。 从电源到负载的每次操作都会有一个效率损失,在计算自主期间可用的能量时必须考虑到这一点。 系统的总效率取决于电源、负载之间的级数以及每一级的效率百分比。 例如,一个没有储能的简单系统的总效率为:

  • 光伏阵列————>直流:直流————>逆变器——————>加载

太阳能电池板的输出 x 直流转换器效率 (EDC) x 逆变器效率 (EI) = 总可用输出。

对于能量存储,还必须考虑电池充电器的效率、电池化学放电和充电的效率。 通过电缆的电压损失是计算电池容量输出要求时要添加的另一个因素。

  • 太阳能电池所需的输出。

如第 2 节所述,可以使用测量值或计算值简单地根据自治期间所需的总瓦特小时计算输出要求。 但是,提供此输出所需的太阳能系统的电池尺寸需要更详细的方法。 应该知道以下参数:

  • 自治结束时电池的最低荷电状态
  • 充电期结束时电池的最大荷电状态
  • 自治期间电池的峰值负载
  • 高峰负荷出现的时间
  • 电池与直流负载之间的电压损失和逆变器与交流负载之间的电压损失
  • 电池工作温度

这些最大和最小充电状态对于确保电池不仅为自主期间提供足够的能量,而且确保电池获得预期的循环占空比并在再充电期间将有足够的能量输入以完成占空比是重要的。 峰值负载及其在放电期间的出现很重要,因为这会导致电压下降。

应调整太阳能电池的尺寸,以防止这种下降,包括系统中的电压损失,低于负载或逆变器所需的工作电压。 太阳能电池容量会随温度变化。 温度越低,则容量越低。 电池的寿命还取决于电池的工作温度:一般来说,温度越高电池寿命越短。 有关容量和寿命的电池尺寸信息将由 Microtex技术团队。 您可以在此处联系 Microtex。

使用平均负载估计可用电池容量

平均负载可以通过任何描述的方法计算,这些方法结合了低效率、运行时间、峰值负载和它们在放电过程中出现的时间。 这应该用于估计电池所需的可用容量。 然而,重要的不仅是所需的总能量,因为在整个自治过程中不可能有统一的电流消耗。 峰值负载尤其重要,如果它发生在放电期即将结束时,因为它可能导致电池电压下降到低于操作设备所需的最小值,尽管电池具有足够的容量来提供总能量需求。

电池大小 – 电池充电所需的输入

充电器应具有足够的输出电流,以将电池充电至完成自治期所需的充电状态。 对于所使用的太阳能电池类型,从 Microtex 获得正确的再充电制度很重要,并且有足够的时间进行所需的再充电。 需要考虑充电器的效率和被充电电池的效率。 充电器效率将取决于从电源到电池的转换造成的损耗。 无论是变压器、开关模式还是高频充电器都将决定转换效率。

由于电池充电电压和放电电压之间的差异,还有进一步的损失,这取决于所使用的充电曲线和电池必须达到的充电状态百分比。 能量效率,即安培 x 伏特 x 时间(瓦特小时)不得与库仑效率,即安培 x 时间(安培小时)混淆。 大多数电池公司在其文献中仅引用库仑充电效率。 这不是系统效率的真正衡量标准,应该以瓦特小时为单位。 Microtex 技术团队将就充电制度和计算效率提供建议。

太阳能电池尺寸

Microtex 电池上浆太阳能

一旦使用所描述的方法完全了解输出要求并确定再充电特性,就可以计算太阳能电池的尺寸。 这是等式:
包括从电池中取出的低效率的总瓦数 = 包括放入电池的低效率的总瓦数。

另外两个因素是环境温度和放电和充电深度,以提供电池运行所需的循环寿命和充电时间。 所用电池容量的数量可以表示为分数,例如最小 SOC = 20% 和最大 SOC = 95%,容量分数为 75% 或 0.75。 工作温度将为容量提供补偿,而 DOD 和 %SOC 将决定电池尺寸,以便:

  • 电池尺寸 =(总瓦数/容量分数)x 温度补偿

这将提供正确的电池尺寸,没有误差。 建议在此最终值上增加 +5% 的意外事故,以确保无故障运行。

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