光伏离网发电系统蓄电池几个冷知识

2021-8-17

光伏离网发电系统，由光伏方阵、太阳能控制器、逆变器、蓄电池组、负载等构成。光伏方阵将太阳能转换为电能，通过控制器给蓄电池组充电，再通过逆变器给负载供电。由于在光伏和逆变器之间，多了一个蓄电池，因此在电流走向、设备选型会产生很多变化。

1、光伏发电是否必须要先进入蓄电池再进入负载

电流进入蓄电池，再放出来，有一定的损耗，且会降低影响蓄电池的寿命。那么逆变器有没有一个功能，让电流不经过蓄电池充放，直接给负载使用?其实这个过程是可以实现，只是不是由逆变器来实现，而是由电路供给自动来实现。

从电路原理上，同一个时刻，电流只能一个方向。即在同一个时刻，蓄电池要么充电，要么放电，蓄电池不能同时充电和放电。因此，当太阳能功率大于负载功率时，蓄电池是处于充电状态，负载所有的电能都由从光伏提供的。当太阳能功率小于负载功率时，蓄电池是处于放电状态，所有的光伏发电都不经过蓄电池直接提供给负载。

2、蓄电池充电电流的计算

蓄电池的最大充电电流是由三个方面来决定：一是逆变器本身的最大充电电流 ，二是光伏组件的太小，三是蓄电池允许的最大充电电流。正常情况下，蓄电池的充电电流=光伏组件功率*MPPT效率/蓄电池电压，如组件功率为5.4kW，控制器的效率为0.96，蓄电池电压是48V，那么最大的充电电流=5400*0.96/48=108A，市电充电基本上是按逆变器的最大充电电流计算，如果逆变器的最大充电电流是100A，就会把这个电流限制到100A，再就看蓄电池的最大充电电流，现在普通铅酸蓄电池充电电流一般是0.2C，也就是说一个12V200AH的电池，最大充电电流是200*0.2=40A，所以要并联3个才满足100A的电流，现在锂电池，有48V100A的版本，也可以选。

3、放电电流的计算

蓄电池的最大放电电流也是由三个方面来决定：一是逆变器本身的最大放电电流 ，二是负载的太小，三是蓄电池允许的最大放电电流。正常情况下，蓄电池的放电电流由负载来决定的，蓄电池的放电电流=负载功率 /蓄电池电压*逆变器效率，如负载功率是3kW，蓄电池电压是48V，逆变器效率是0.96，则此时最大的充电电流=3000/(48*0.96)=60A，要注意蓄电池的充放电容量有可能不一样，有的铅炭电池，放电电流可达1C。在光储能系统正常运行时，如果有光照，蓄电池的电流可能并不是按上面的公式来计算，蓄电池的电流要少些，因为有可能光伏和蓄电池同时给负载供电。

4、蓄电池的电缆怎么设计

离网逆变器都有过载能力，如一个3kW的离网逆变器，可以支持一台1kW的电动机启动，最大启动瞬时功率可以达到6kW，有人认为这个瞬时功率的能量要由逆变器外部提供，其实毫秒级的能量，无论光伏还时蓄电池都无法提供，但逆变器可以提供，逆变器内部有储能元件—电容和电感，都可以提供瞬时功率。蓄电池充放电都是用到同一根电缆，所以在设计时，要计算实际充放电电流，哪一个最大，就选哪个，如一个5kW的逆变器，配4kW的组件，带3kW的负载，蓄电池48V600AH，逆变器自身最大充电电流是120A，光伏最大充电电流是80A，负载最大时，蓄电池最大放电电流是65A，如果逆变器不支持光伏和市电同时充电，电缆按80A来选，用16平方，如果光伏和市电可以同时充电，电流就可以达到120A，这时候电缆要用25平方。

5、蓄电池的电缆怎么设计

离网逆变器都有过载能力，如一个3kW的离网逆变器，可以支持一台1kW的电动机启动，最大启动瞬时功率可以达到6kW，有人认为这个瞬时功率的能量要由逆变器外部提供，其实毫秒级的能量，无论光伏还时蓄电池都无法提供，但逆变器可以提供，逆变器内部有储能元件—电容和电感，都可以提供瞬时功率。蓄电池充放电都是用到同一根电缆，所以在设计时，要计算实际充放电电流，哪一个最大，就选哪个，如一个5kW的逆变器，配4kW的组件，带3kW的负载，蓄电池48V600AH，逆变器自身最大充电电流是120A，光伏最大充电电流是80A，负载最大时，蓄电池最大放电电流是65A，如果逆变器不支持光伏和市电同时充电，电缆按80A来选，用16平方，如果光伏和市电可以同时充电，电流就可以达到120A，这时候电缆要用25平方。

总结

当光伏输出和负载功率差不多或者稍大时，光伏电流可以不经过蓄电池，直接供给负载，离网系统效率最高;当光伏发电和负载用时不在同一个时间段，例如光伏白天发电，负载晚上用电，这时候光伏发电必须要先进入蓄电池再进入负载，离网系统效率较低。蓄电池的电缆要按电池充放电最大电流来设计，同一台逆变器在不同的应用场合，电流不一样，需要区别计算。