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    太陽能系統計算

    1、計算等效的峰值日照時數:

    全年峰值日照時數為: 180000×0.0116=2088 小時

    0.0116為將輻射量(卡/cm2)換算成峰值日照時數的換算系數:

    峰值日照定義: 100毫瓦/cm2=0.1瓦/cm2

    1 卡=4.18焦耳=4.18瓦秒 1小時=3600秒

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

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

    平均每日峰值日照時數為:2088÷365=5.72 小時/日

    2、根據系統工作電壓等級確定太陽電池組件的串聯數:

    系統工作電壓一般選擇原則:戶用系統為12VDC或24VDC;通信系統為48VDC;

    電力系統為110VDC;大型電站為220VDC%或更高。

    每塊標準組件峰值電壓為17V,設計為對12V蓄電池充電,4塊組件串聯對48V蓄

    電池充電,因此,所需太陽電池的串聯數為4塊。

    計算每日負載耗電量為:4300Wh÷48V=89.6Ah

    3、計算所需太陽電池的總充電電流為:

    89.6Ah×1.02/(5.72h×0.9×0.8)=22.19A

    其中: 0.9: 蓄電池的充電效率

    0.8: 逆變器效率

    1.02: 20年內太陽電池衰降,方陣組合損失,塵埃遮擋等綜合系數。

    4、計算所需太陽電池的并聯數為:

    822.19A÷2.235A/塊=10塊

    2.235A :太陽能組件峰流值

    5、計算所需太陽電池的總功率為:

    (10×4)塊×38峰瓦/塊=1520 峰瓦

    計算所需蓄電池容量:

    蓄電池選用海志的OPS型全密封閥控式工業用鉛酸蓄電池

    89.6Ah/天×3天(連續陰雨天數)÷0.68=400Ah

    0.68:蓄電池放電深度。

    電池組計算書(功率法)

    UPS蓄電池容量采用恒功率法計算,計算方法如下:

    電池組放電功率PDW(W)的計算式為: PDW=S×PF×K/η 式中:

    S——UPS的額定輸出功率,VA;

    PF——UPS的輸出功率因數;

    K——電池老化系數(安全系數),取值為1.1;

    η——逆變器效率。

    每單體電池放電功率

    n為電池組中單體電池的數量

    依據每單體放電功率Pn和放電時間查表即可找到相應型號。

    參考案例:

    UPS容量為600KVA即:

    S=600000VA;

    PF=0.8;

    K=1.1

    η=0.9;

    本項目電池組額定電壓384V,相當于每組192只2V電池串聯,即:

    n=192

    蓄電池實際計算過程為

    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電池,查《2V AGM電池時間-瓦特放電值表》可知HZB2-1250持續10分鐘放電功率為3711W>3056W,即采用一組192只HZB2-1250滿足系統要求。

    海志AGM電池析氣量參考指標為35ml/day/2V100Ah

    計算每組電池浮充狀態下每天的析氣量為:1250/100×35×192=84000ml即84L

    在對電池組進行均充操作時(每3~6個月一次,每次10~24小時),析氣量約為浮充狀態下的兩倍,即84×2=168L/天

    2V AGM電池時間-瓦特放電值表

    110V蓄電池直流負荷計算書

    表9.4.2 110V直流負荷表

    額定
    電壓
    終止
    電壓
    放電
    時間
    放電電流(A)
    0-1min 0-30min 30-60min 隨機負荷
    110V 1.80V 1h 190.37 134.09 134.09 10.8

    【供方應答】:滿足要求,依據規程DL/T 5044 - 2004《電力工程直流系統設計技術規程》計算如下

    110V系統蓄電池容量計算(階梯計算法):

    第一階段計算容量:

    第二階段計算容量:

    第三階段計算容量:

    隨機(5S)負荷容量計算:

    將隨機負荷容量疊加到 ~ 中較大的值上與進行比較,取較大的作為該次直流負荷的容量選取。依據直流負荷要求,所需電池組容量為320Ah,海志蓄電池HZB2-400的容量為400Ah,滿足要求。

    220V蓄電池直流負荷計算書

    表9.4.1 220V直流負荷表

    額定
    電壓
    終止
    電壓
    放電
    時間
    放電電流(A)
    0-1min 0-30min 30-60min 60-90min 60-180min 隨機負荷
    220V 1.85V 3h 731.6 478.19 205.45 201.14 27.27 9.55

    【供方應答】:滿足要求,依據規程DL/T 5044 - 2004《電力工程直流系統設計技術規程》計算如下

    220V系統蓄電池容量計算(階梯計算法):

    第一階段計算容量:

    第二階段計算容量:

    第三階段計算容量:

    第四階段計算容量:

    第五階段計算容量:

    隨機(5S)負荷容量計算:

    將隨機負荷容量疊加到 ~ 中較大的值上與 進行比較,取較大的作為該次直流負荷的容量選取。依據直流負荷要求,所需電池組容量為1433.6Ah,海志蓄電池HZB2-1500的容量為1500Ah,滿足要求。

    電池組容量計算書(YD-T-5040-2005)

    根據《技術規格書》要求,按照UPS滿負載工作狀態計算,每臺UPS配置1套30分種后備蓄電池組。

    響應《技術規格書》要求,采用《通信電源設備安裝工程設計規范(YD/T5040-2005)》標準對蓄電池容量進行計算。標準中給出的UPS電池容量計算方法如下:

    具體計算參數的確定:

    蓄電池采用海志牌(HAZE)HZB系列,12V蓄電池

    Q:電池容量(Ah)

    K:安全系數,按規定取1.25

    I:負荷電流(A)

    T:放電小時數(h),T=0.5h

    η:放電容量系數(以10小時率放電容量為基準),按下表查得η=0.4

    t:實際電池所在地最低環境溫度系數,假定有采暖設備,取15℃。

    α:電池溫度系數(1/℃),延時時間T為0.5小時,放電小時率T≤1,因此α取0.01;

    UPS電池的總容量:

    I=(S*0.8/(μ*U)

    S:UPS額定容量(VA),5KVA,即5000VA

    I:蓄電池的計算放電電流(A)

    μ:UPS主機逆變器的效率。

    本項目選用索克曼NETYS RT 5KVA型UPS,效率為0.92

    U:蓄電池放電時逆變器的輸入電壓(V)(單體電池電壓1.85V)

    本項目選用索克曼NETYS RT 5KVA型UPS,電池組額定電壓192V(每組 16只電池),相當于96只蓄電池單體進行串聯,因此U=1.85×96=177.6V

    蓄電池的實際計算過程如下:

    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 電池容量Q≥42.5Ah

    查海志牌(HAZE)HZB系列1.75V安時值參數表

    實際可采用1組HZB12-44

    總容量Q=43.3 >42.5Ah Ah

    電池數量=16×1=16只/臺

    因此每臺UPS共需要配置16只HZB12-44蓄電池。

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