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太阳能系统计算

1、计算等效的峰值日照时数:

全年峰值日照时数为: 180000×0.0116=2088 小时

0.0116为将辐射量(卡/cm²)换算成峰值日照时数的换算系数:

峰值日照定义: 100毫瓦/cm²=0.1瓦/cm²

1 卡=4.18焦耳=4.18瓦秒 1小时=3600秒

则: 1卡/cm²=4.18瓦秒/卡/(3600秒/小时×0.1瓦/cm²)=0.0116 小时cm²/卡

于是: 180000卡/cm²年×0.0116 小时cm²/卡=2088小时/年

平均每日峰值日照时数为:2088÷365=5.72 小时/日

2、根据系统工作电压等级确定太阳电池组件的串联数:

系统工作电压一般选择原则:户用系统为12VDC或24VDC;通信系统为48VDC;

电力系统为110VDC;大型电站为220VDC%或更高。

每块标准组件峰值电压为17V,设计为对12V蓄电池充电,4块组件串联对48V蓄

电池充电,因此,所需太阳电池的串联数为4块。

计算每日负载耗电量为:4300Wh÷48V=89.6Ah

3、计算所需太阳电池的总充电电流为:

89.6Ah×1.02/(5.72h×0.9×0.8)=22.19A

其中: 0.9: 蓄电池的充电效率

0.8: 逆变器效率

1.02: 20年内太阳电池衰降,方阵组合损失,尘埃遮挡等综合系数。

4、计算所需太阳电池的并联数为:

822.19A÷2.235A/块=10块

2.235A :太阳能组件峰流值

5、计算所需太阳电池的总功率为:

(10×4)块×38峰瓦/块=1520 峰瓦

计算所需蓄电池容量:

蓄电池选用江苏双登全密封阀控式工业用铅酸蓄电池

89.6Ah/天×3天(连续阴雨天数)÷0.68=400Ah

0.68:蓄电池放电深度。

电池组计算书(功率法)

UPS蓄电池容量采用恒功率法计算,计算方法如下:

电池组放电功率PDW(W)的计算式为: PDW=S×PF×K/η 式中:

S——UPS的额定输出功率,VA;

PF——UPS的输出功率因数;

K——电池老化系数(安全系数),取值为1.1;

η——逆变器效率。

每单体电池放电功率

n为电池组中单体电池的数量

依据每单体放电功率Pn和放电时间查表即可找到相应型号。

参考案例:

UPS容量为600KVA即:

S=600000VA;

PF=0.8;

K=1.1

η=0.9;

本项目电池组额定电压384V,相当于每组192只2V电池串联,即:

n=192

蓄电池实际计算过程为

PDW=S×PF×K/η=600000×0.8×1.1/0.9=586666.7W

Pn= PDW/n=586666.7/192=3056W

如采用AGM电池,查《2V AGM电池时间-瓦特放电值表》可知HZB2-1250持续10分钟放电功率为3711W>3056W,即采用一组192只HZB2-1250满足系统要求。

海志AGM电池析气量参考指标为35ml/day/2V100Ah

计算每组电池浮充状态下每天的析气量为:1250/100×35×192=84000ml即84L

在对电池组进行均充操作时(每3~6个月一次,每次10~24小时),析气量约为浮充状态下的两倍,即84×2=168L/天

2V AGM电池时间-瓦特放电值表

110V蓄电池直流负荷计算书

表9.4.2 110V直流负荷表

额定
电压
终止
电压
放电
时间
放电电流(A)
0-1min 0-30min 30-60min 随机负荷
110V 1.80V 1h 190.37 134.09 134.09 10.8

【供方应答】:满足要求,依据规程DL/T 5044 - 2004《电力工程直流系统设计技术规程》计算如下

110V系统蓄电池容量计算(阶梯计算法):

第一阶段计算容量:

第二阶段计算容量:

第三阶段计算容量:

随机(5S)负荷容量计算:

将随机负荷容量叠加到 ~ 中较大的值上与进行比较,取较大的作为该次直流负荷的容量选取。依据直流负荷要求,所需电池组容量为320Ah,海志蓄电池HZB2-400的容量为400Ah,满足要求。

220V蓄电池直流负荷计算书

表9.4.1 220V直流负荷表

额定
电压
终止
电压
放电
时间
放电电流(A)
0-1min 0-30min 30-60min 60-90min 60-180min 随机负荷
220V 1.85V 3h 731.6 478.19 205.45 201.14 27.27 9.55

【供方应答】:满足要求,依据规程DL/T 5044 - 2004《电力工程直流系统设计技术规程》计算如下

220V系统蓄电池容量计算(阶梯计算法):

第一阶段计算容量:

第二阶段计算容量:

第三阶段计算容量:

第四阶段计算容量:

第五阶段计算容量:

随机(5S)负荷容量计算:

将随机负荷容量叠加到 ~ 中较大的值上与 进行比较,取较大的作为该次直流负荷的容量选取。依据直流负荷要求,所需电池组容量为1433.6Ah,海志蓄电池HZB2-1500的容量为1500Ah,满足要求。

电池组容量计算书(YD-T-5040-2005)

根据《技术规格书》要求,按照UPS满负载工作状态计算,每台UPS配置1套30分种后备蓄电池组。

响应《技术规格书》要求,采用《通信电源设备安装工程设计规范(YD/T5040-2005)》标准对蓄电池容量进行计算。标准中给出的UPS电池容量计算方法如下:

具体计算参数的确定:

蓄电池采用海志牌(HAZE)HZB系列,12V蓄电池

Q:电池容量(Ah)

K:安全系数,按规定取1.25

I:负荷电流(A)

T:放电小时数(h),T=0.5h

η:放电容量系数(以10小时率放电容量为基准),按下表查得η=0.4

t:实际电池所在地最低环境温度系数,假定有采暖设备,取15℃。

α:电池温度系数(1/℃),延时时间T为0.5小时,放电小时率T≤1,因此α取0.01;

UPS电池的总容量:

I=(S*0.8/(μ*U)

S:UPS额定容量(VA),5KVA,即5000VA

I:蓄电池的计算放电电流(A)

μ:UPS主机逆变器的效率。

本项目选用索克曼NETYS RT 5KVA型UPS,效率为0.92

U:蓄电池放电时逆变器的输入电压(V)(单体电池电压1.85V)

本项目选用索克曼NETYS RT 5KVA型UPS,电池组额定电压192V(每组 16只电池),相当于96只蓄电池单体进行串联,因此U=1.85×96=177.6V

蓄电池的实际计算过程如下:

I =(S×0.8)/(μ×U)=(5000×0.8)/(0.92×177.6)= 24.48A

Q=KIT/η[1 +α (t − 25)]=1.25×24.48×0.5/0.4[1+0.01 (15−25)]=42.5 Ah

因此 电池容量Q≥42.5Ah

查海志牌(HAZE)HZB系列1.75V安时值参数表

实际可采用1组HZB12-44

总容量Q=43.3 >42.5Ah Ah

电池数量=16×1=16只/台

因此每台UPS共需要配置16只HZB12-44蓄电池。

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