邁格M&G蓄電池技術參數與光伏系統的配置

        蓄電池是儲能電站最重要的設備之一，成本占了系統80%左右，蓄電池的技術參數對系統設計非常重要，下面以邁格M&G鉛酸蓄電池為例，描述蓄電池的關鍵參數如容量、放電深度、循環次數等等。在蓄電池和逆變器選型設計時，要注意蓄電池的最大充、放電電流。


一、鉛酸蓄電池關鍵技術參數
1、電池容量

        電池的容量由電池內活性物質的數量決定，通常用安時Ah或者毫安時mAh來表示。例如標稱容量200Ah(10hr，1.80V/單體，25℃)，指在25℃時，10小時以20A的電流放電，使單格電池電壓降到1.80V所放出容量。

2、額定電壓

        電池正負極之間的電勢差稱為電池的額定電壓。鉛酸蓄電池額定電壓是2V、6V、12V三種，單體的鉛酸蓄電池是2V，12V的蓄電池是由6個單體的電池串聯而成的。
        蓄電池的實際電壓并不是一個恒定的值，空載時電壓高，有負載時電壓會降低，當突然有大電流放電時，電壓也會突然下降，蓄電池電壓和剩余電量之間存在近似線性關系，只有在空載的情況下，才存在這種簡單關聯。當施加負載時，電池電壓就會因為電池內部阻抗所引起的壓降而產生失真。
        下面是蓄電池的蓄電池電壓和剩余電量的參考值，假定蓄電池滿荷電時的電壓就12.8V，可以看到，額定電壓為12V的蓄電池，當電壓為12V時，剩余電量在50%左右;當電壓低于12V時，剩余電量會急速下降。


3、最大充、放電電流

        蓄電池是雙向的，有兩個狀態，充電和放電，這個電流都是有限制的，不同的蓄電池，最大充、放電電流不一樣。電池充電電流一般以電池容量C的倍數來表示，舉例來講，如果電池容量C=100Ah，充電電流為0.15C，則為0.15×100=15A。膠體鉛酸電池的最大充電電流為0.15C左右，充電電流過大會影響電池的使用壽命，邁格電池最大放電電流30I10, 其中10I10=C10，表示最大放電電流是30*10=300A。
        蓄電池充放電電流和系統有很大關系，如果設計得不好，會影響系統的性能，
        充電電流和組件功率有關，如一個系統組件是5kW，蓄電池組電壓是48V，那么蓄電池最大充電電流約為83A。如果是最大電流為0.1C普通鉛酸蓄電池，則蓄電池容量至少為800AH; 如果是最大充電電流為0.2C太陽能蓄電池，則蓄電池容量至少為400AH。
        放電電流和負載功率有關，如一個系統負載是10kW，蓄電池組電壓是48V，那么蓄電池組最大放電電流要達到250A。

4、放電深度與循環壽命

        在電池使用過程中，電池放出的容量占其額定容量的百分比稱為放電深度。放電深度的高低與電池壽命有很深的關系，放電深度越深，其使用壽命就越短。
        蓄電池經歷一次充電和放電，稱為一次循環(一個周期)。在一定放電條件下，電池工作至某一容量規定值之前，電池所能承受的循環次數，稱為循環壽命。
        各種蓄電池使用循環次數都有差異，傳統固定型鉛酸電池約為500~600次；起動型鉛酸電池約為300~500次；閥控式密封鉛酸電池循環壽命為1000~1200次。
        蓄電池放電深度在10%～30%上下為淺循環放電;放電深度在40%～70%上下為中等循環放電;放電深度在80%～100%為深循環放電。蓄電池長期運行的每日放電深度越深，蓄電池壽命越短;放電深度越淺，蓄電池壽命越長。
        圖中為邁格AGM蓄電池，當放電深度為30%時，循環壽命是1200次，壽命大約4年，當放電深度是50%時，循環壽命是800次，壽命大約3年;放電深度是80%時，循環壽命是600次，壽命大約2年;淺循環放電有利于延長蓄電池壽命。蓄電池淺循環運行，有兩個明顯的優點：第一，蓄電池一般有較長的循環壽命;第二，蓄電池經常保有較多的備用安時容量，使光伏系統的供電保證率更高。根據實際運行經驗，較為適中的放電深度是60%到70%。


5、蓄電池的能量

        電池的能量是指在一定放電制度下，蓄電池所能給出的電能，通常用瓦時(Wh)表示。電池的能量分為理論能量和實際能量。如一個12V200Ah的蓄電池，理論能量就是12*200=2400Wh，也就是2.4度電，表示蓄電池可以保存的電量;如果放電深度是70%，實際能量就是2400*70%=1680 Wh，也就是1.68度電，這是可以利用的電量。
        電池的能量還和溫度有關，溫度越低，電池的活性越低，容量就越低。如在零下20度時，容量是60%，在零度時，容量是82%，在40度時，容量為106%。


二、蓄電池系統設計案例

        某一個光伏離網項目，組件為3.6kW，系統電壓為48V，負載為4kW，負載峰值功率為5kW，要求最大電量是8度，平均電量是6度，壽命要求6年以上。
        先計算最大充電電流3600/48*1.25=60A，再計算最大電池容量8度=8KWH=8000WH/0.9/0.6/48V=308AH，0.9為逆變效率，壽命要求6年以上，放電深度按60%計算，最終選用2V300AH蓄電池24節串聯組成48V300AH電池組，總的容量為14.4度，平均放電深度為8/14.4*0.9=62%左右.