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二、峰谷电价
峰谷电价的结构大致如下图所示,17:00 - 22:00为用电高峰期:
白天用电量少(光伏系统可基本覆盖),在用电高峰期,则需要保证至少一半以上的电量由电池供电,减少电费支出。
假设高峰期平均日用电量:20kWh
其设计思路如下:
以高峰时期的总用电量为基础计算出电池容量的最大需求值。然后根据光伏系统的容量和投资的效益在该区间内找到一个最佳电池电量。
三、电网不稳定地区——备用电源
主要应用在电网不稳定地区或有重要负载的情境中。2017年初,固德威曾经设计过一个东南亚的项目,具体情况如下:
应用场地:养鸡场,考虑光伏可铺设面积,大概可以装5-8KW 组件
重要负载:4*换气风扇,单个风扇的功率 550W(如果换气扇不工作,养鸡棚内供氧不足)
电网情况:电网不稳定,不定时停电,最长停电时长3~4小时
应用要求:电网正常情况下,电池优先充电;电网停电时,电池+光伏保证重要负载(风扇)正常运行
在选择电池容量时,需要考虑的就是电池在离网情况下单独供应所需要的电量(假设晚间停电,无PV)。
其中离网时的用电总功率和离网预计时间是最关键的参数。以停电预计的最长时间4小时来计算,其设计思路可参考:
这个案例中的重要负载很单一,设计过程相对简单。如果系统中有其他重要负载,需要全部列出(如下例)然后根据全天最长连续停电时长内最大的用电负载功率和用电量,最后确定需要的电池容量。
四、电池容量设计中的两个重要因素
1、光伏系统容量
假定
电池全部由光伏充电
储能机给电池充电的最大功率为5000W
每天日照小时数为4h
那么:
①在电池作备用电源的模式下,有效容量800Ah的电池在理想状态下充满平均需要:
800Ah/100A/4h=2天
②在自发自用的模式下,假定系统每天在4个小时内平均以3000W给电池充电。有效容量800Ah 的电池充满(不放电的情况下)需要:
800Ah*50V/3000=13天
无法满足负载日常用电。而在常规自发自用的系统下,电池无法充满。
2、电池冗余设计
前文提到的三种应用场景中均提到,由于光伏发电存在不稳定性、线损、无效放电、电池老化等造成效率损失,在电池容量设计时,需要保留一定余量。
电池余量的设计比较自由,设计者可以根据自身系统设计的实际情况综合判定。
总结
本文针对几种常见应用场景,介绍了电池容量设计的方案。从中可以看出,其实三种场景下设计的思路相似,核心条件固定,只是不同场景下,需要考虑不同因素。
本文仅就几种设计思路进行介绍,篇幅所限,具体计算细节如效率、损耗等不能一一说明,如果您对文中提到的设计方式和计算方法有疑问,欢迎给我们留言。
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