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:
蓄电池选用海志的OPS型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。
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
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。
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。
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。