光伏離網(wǎng)系統(tǒng)蓄電池知識
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。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。逆變器本身的最大充電電流 ,二是光伏組件的太小,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。蓄電池的設計思路是保證在太陽光照連續(xù)低于平均值的情況下負載仍可以正常工作。我們可以設想蓄電池是充滿電的,在光照度低于平均值的系統(tǒng)目前都有哪些類情況下,太陽能電池組件產(chǎn)生的電能不能完全填滿,因負載從蓄電池中消耗能量而產(chǎn)生空缺,在第一天結束的時候,蓄電池就處于未充滿狀態(tài)。如果第二天光照度仍然低于平均值,蓄電池就仍然要放電以供給負載的需要,則蓄電池的荷電狀態(tài)繼續(xù)下降。也許接下來的第三天、第四天會有同樣的情況發(fā)生。為了避免蓄電池的損壞,這樣的放電過程只能夠允許持續(xù)一定的時間,直到蓄電池的荷電狀態(tài)達到指定的危險值。為了量化評估這種太陽光照連續(xù)低于平均值的情況,在進行蓄電池設計時。自給天數(shù)的確定與兩個因素有關:負載對電源的要求程度;光伏系統(tǒng)安裝地點的氣象鉛酸蓄電池與其他條件,即最大連續(xù)陰雨天數(shù)。通??梢詫⒐夥到y(tǒng)電池相比,在光伏方面安裝地點的最大連續(xù)陰雨天數(shù)作為系統(tǒng)設計中用的自給天數(shù),同時綜合考慮負載對電源的要求。蓄電池的容量隨著放電率的改變而改變,隨著放電率的降低,蓄電池的容量會相應增加,這樣就會對蓄電池容量的設計產(chǎn)生影響。在進行光伏系統(tǒng)設計時,應該為所設計的系統(tǒng)選擇在恰當?shù)姆烹娐氏碌男铍姵厝萘?。通常生產(chǎn)廠家提供的蓄電池額定容量是在10h放電率下的蓄電池容量,但是在光伏系統(tǒng)中,蓄電池儲存的能量主要是為提供自給天數(shù)中的負載需要,通常其放電率較低,光伏供電系統(tǒng)中蓄電池典型的放電率達100~200h。為此在設計時,我們要用到在蓄電池技術中常用的平均放電率的概念。光伏系統(tǒng)的平均放電率公式如下。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。
通過對光伏發(fā)電的特性分析可知,光伏發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響主要是由于光伏電源的不穩(wěn)定性造成的,從電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的角度分析,不加儲能的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)將對線路潮流、系統(tǒng)保護、電網(wǎng)經(jīng)濟運行、電能質量和運行調(diào)度等方面產(chǎn)生不利影響。保證系統(tǒng)穩(wěn)定。光伏電站系統(tǒng)中,光伏輸出功率曲線與負荷曲線存在較大差異,而且均有不可預料的波動特性,通過儲能系統(tǒng)的能量存儲和緩沖使得系統(tǒng)即使在負荷迅速波動的情況下仍然能夠運行在一個穩(wěn)定的輸出水平。儲能系統(tǒng)可以在光伏發(fā)電不能正常運行的情況下起備用和過渡作用,如在夜間或者陰雨天,電池方陣不能發(fā)電時,儲能系統(tǒng)就起備用和過渡作用,其儲能容量的多少取決于負荷的需求。光伏控制器對所發(fā)的電能進行調(diào)節(jié)和控制,一方面把調(diào)整后的能量送往直流負載或交流負載,另一方面把多余的能量送往蓄電池組儲存,當所發(fā)的電不能滿足負載需要時,控制器又把蓄電池的電能送往負載。蓄電池充滿電后,控制器要控制蓄電池不被過充。當蓄電池所儲存的電能放完時,控制器要控制蓄電池不被過放電,保護蓄電池。控制器的性能不好時,提高電力品質和可靠性。儲能系統(tǒng)還可防止負載上的電壓尖峰、電壓下跌和其他外界干擾所引起的電網(wǎng)波動對系統(tǒng)造成大的影響,采用足夠多的儲能系統(tǒng)可以保證電力輸出的品質與可靠性。光伏發(fā)電時間和負載用電時間不一定同步,光伏離網(wǎng)系統(tǒng),輸入是組件,用于發(fā)電,輸出接負載。光伏都是白天發(fā)電,有陽光才能發(fā)電,往往在中午發(fā)電功率最高,但是在中午,用電需求并不高,很多戶用離網(wǎng)電站晚上才用電,那白天發(fā)出來的電怎么辦,要先儲能起來,這個儲電設備就是儲能磷酸鐵鋰電池。等用電高峰如晚上七八點鐘,再將電量釋放出來。離網(wǎng)系統(tǒng)成本高。離網(wǎng)系統(tǒng)由光伏方陣、太陽能控制器、逆變器、蓄電池組、負載等構成。同并網(wǎng)系統(tǒng)相比,多了蓄電池,占據(jù)了發(fā)電系統(tǒng)30-40%的成本,和組件幾乎差不多。而且蓄電池的使用壽命都不長,鉛酸蓄電池一般都在3-5年,鋰電池一般都在8-10年,過后需更換。新型儲能磷酸鐵鋰電池,作為光伏系統(tǒng)的儲能裝置,儲能效率可提高至95%,可大幅度降低太陽能發(fā)電成本。鋰電池有95%的能源效率,而目前常用的鉛酸電池,只有80%左右。而鋰電池的重量較輕。