迈格M&G蓄电池技术参数与光伏系统的配置

        蓄电池是储能电站最重要的设备之一，成本占了系统80%左右，蓄电池的技术参数对系统设计非常重要，下面以迈格M&G铅酸蓄电池为例，描述蓄电池的关键参数如容量、放电深度、循环次数等等。在蓄电池和逆变器选型设计时，要注意蓄电池的最大充、放电电流。


一、铅酸蓄电池关键技术参数
1、电池容量

        电池的容量由电池内活性物质的数量决定，通常用安时Ah或者毫安时mAh来表示。例如标称容量200Ah(10hr，1.80V/单体，25℃)，指在25℃时，10小时以20A的电流放电，使单格电池电压降到1.80V所放出容量。

2、额定电压

        电池正负极之间的电势差称为电池的额定电压。铅酸蓄电池额定电压是2V、6V、12V三种，单体的铅酸蓄电池是2V，12V的蓄电池是由6个单体的电池串联而成的。
        蓄电池的实际电压并不是一个恒定的值，空载时电压高，有负载时电压会降低，当突然有大电流放电时，电压也会突然下降，蓄电池电压和剩余电量之间存在近似线性关系，只有在空载的情况下，才存在这种简单关联。当施加负载时，电池电压就会因为电池内部阻抗所引起的压降而产生失真。
        下面是蓄电池的蓄电池电压和剩余电量的参考值，假定蓄电池满荷电时的电压就12.8V，可以看到，额定电压为12V的蓄电池，当电压为12V时，剩余电量在50%左右;当电压低于12V时，剩余电量会急速下降。


3、最大充、放电电流

        蓄电池是双向的，有两个状态，充电和放电，这个电流都是有限制的，不同的蓄电池，最大充、放电电流不一样。电池充电电流一般以电池容量C的倍数来表示，举例来讲，如果电池容量C=100Ah，充电电流为0.15C，则为0.15×100=15A。胶体铅酸电池的最大充电电流为0.15C左右，充电电流过大会影响电池的使用寿命，迈格电池最大放电电流30I10, 其中10I10=C10，表示最大放电电流是30*10=300A。
        蓄电池充放电电流和系统有很大关系，如果设计得不好，会影响系统的性能，
        充电电流和组件功率有关，如一个系统组件是5kW，蓄电池组电压是48V，那么蓄电池最大充电电流约为83A。如果是最大电流为0.1C普通铅酸蓄电池，则蓄电池容量至少为800AH; 如果是最大充电电流为0.2C太阳能蓄电池，则蓄电池容量至少为400AH。
        放电电流和负载功率有关，如一个系统负载是10kW，蓄电池组电压是48V，那么蓄电池组最大放电电流要达到250A。

4、放电深度与循环寿命

        在电池使用过程中，电池放出的容量占其额定容量的百分比称为放电深度。放电深度的高低与电池寿命有很深的关系，放电深度越深，其使用寿命就越短。
        蓄电池经历一次充电和放电，称为一次循环(一个周期)。在一定放电条件下，电池工作至某一容量规定值之前，电池所能承受的循环次数，称为循环寿命。
        各种蓄电池使用循环次数都有差异，传统固定型铅酸电池约为500~600次；起动型铅酸电池约为300~500次；阀控式密封铅酸电池循环寿命为1000~1200次。
        蓄电池放电深度在10%～30%上下为浅循环放电;放电深度在40%～70%上下为中等循环放电;放电深度在80%～100%为深循环放电。蓄电池长期运行的每日放电深度越深，蓄电池寿命越短;放电深度越浅，蓄电池寿命越长。
        图中为迈格AGM蓄电池，当放电深度为30%时，循环寿命是1200次，寿命大约4年，当放电深度是50%时，循环寿命是800次，寿命大约3年;放电深度是80%时，循环寿命是600次，寿命大约2年;浅循环放电有利于延长蓄电池寿命。蓄电池浅循环运行，有两个明显的优点：第一，蓄电池一般有较长的循环寿命;第二，蓄电池经常保有较多的备用安时容量，使光伏系统的供电保证率更高。根据实际运行经验，较为适中的放电深度是60%到70%。


5、蓄电池的能量

        电池的能量是指在一定放电制度下，蓄电池所能给出的电能，通常用瓦时(Wh)表示。电池的能量分为理论能量和实际能量。如一个12V200Ah的蓄电池，理论能量就是12*200=2400Wh，也就是2.4度电，表示蓄电池可以保存的电量;如果放电深度是70%，实际能量就是2400*70%=1680 Wh，也就是1.68度电，这是可以利用的电量。
        电池的能量还和温度有关，温度越低，电池的活性越低，容量就越低。如在零下20度时，容量是60%，在零度时，容量是82%，在40度时，容量为106%。


二、蓄电池系统设计案例

        某一个光伏离网项目，组件为3.6kW，系统电压为48V，负载为4kW，负载峰值功率为5kW，要求最大电量是8度，平均电量是6度，寿命要求6年以上。
        先计算最大充电电流3600/48*1.25=60A，再计算最大电池容量8度=8KWH=8000WH/0.9/0.6/48V=308AH，0.9为逆变效率，寿命要求6年以上，放电深度按60%计算，最终选用2V300AH蓄电池24节串联组成48V300AH电池组，总的容量为14.4度，平均放电深度为8/14.4*0.9=62%左右.