蓄电池和太阳能计算公式

太阳能系统中蓄电池和太阳能组件计算公式的建议推导公式

一、蓄电池计算公式

1.1、蓄电池计算公式

蓄电池需要容量C = P*T*fV*fC*fL/UN/fE

蓄电池标称容量Q(C10) = C/fM

1.2、蓄电池计算公式说明

1）负荷容量P:参照负载的实际容量，单位为瓦W。

2）放电时间（T）：根据数据表中所给“蓄电池后备天数”折算为小时，T＝蓄电池后备天数x 24h，如果项目为连续5天，则计为120小时；

3）温度系数（fV）：温度对蓄电池容量的影响，温度越高，蓄电池放电能力越强，温度降低，放电能力相应减弱。一般正常情况下蓄电池取平均存储温度10℃，考虑蓄电池在不同温度下的容量修正系数：

综合考虑其他因素，蓄电池温度系数fV取值1.1~1.2。

4）容量补偿系数（fC）：在蓄电池长期连续运行的过程中，会由于频繁的化学反应而产生少量的气体，从而导致电解液失水，减小蓄电池容量，为了保证10年后蓄电池容量仍然能够满足系统运行要求，因此可选择fC取值1.1。

5）寿命折算系数（老化系数）（fL）：本值为系统长期运行后的自然损耗，为保证10年后寿命终期放电能力，寿命系数一般选择1.0~1.1；

6）最大放电深度（fE）：一般考虑蓄电池80%的最佳放电深度，本次项目选择0.8；

7）极板活化系数（fM）：蓄电池标称容量按10小时放电率标称，低于10小时放电率时，放电容量小于标称容量，大于10小时放电率时，放电容量大于标称容量。

说明：活化系数fM就是蓄电池实际工作容量和标称容量的比率，蓄电池标称容量C10是在10小时放电时间下，2V蓄电池放电到规定电压1.8V时放出的Ah安时量，俗称C10容量。

针对不同放电时间、放电截止电压，厂家、不同规格的蓄电池极板活化系数不同；原则上，放电时间越长，放电截止电压选择应越高，以保证蓄电池组的使用性能。一般放电时间大于100小时后，放电截止电压应设置为1.85V。放电截止电压选择越高，对蓄电池保护越好。

1.3、计算过程（举例说明）

蓄电池容量计算过程：

计算公式中各系数选择如下： P ：240W/24V/10A

T ：连续支撑5天，即120小时 fV ，选择1.2 fL ，选择1.1 fC ，选择1.1 fE 选择0.8 UN ：24V 蓄电池计算容量

C = P*T*fV*fC*fL/UN/fE =240*120*1.2*1.1*1.1/24/0.8=2178Ah 本次系统中，蓄电池在120小时的活化系数值fM=1.20； 蓄电池标称容量Q = C/fM = 2178/1.2 = 1815Ah ；

根据蓄电池规格实际选取容量为2000Ah/24V ，较标称容量多出约185Ah ，有足够的冗余保证一些短时未核算负载同时启用。

二、太阳能电池板容量的计算 2.1、主要设计指标和参数

1）连续供电负载：例如240W/24V/10A

2）最低有效日照：例如4.87 kWh/m 2/day （4.87小时） 3）蓄电池支持时间：例如5天（120小时）

4）连续补足天数：例如30天（需要将蓄电池从20%充电至90%）

5）太阳能电池板规格：根据具体的太阳能组件确定，例如峰瓦数180Wp 、峰值电压Vmp23.0V 、峰值电流Imp7.83A ，规格尺寸为1310mm ×990mm ×50mm

6）组串规格：例如24V 系统，采取2片一个组串

7）蓄电池规格：2000Ah/24V ，活化系数1.2，5天连续放电，共放电2000*1.2=2400Ah 2.2、太阳能极板计算公式

P=Ns×Np×Wp ，其中Upv U

Ns = ，0

Ka I D T U C T U P Np d wh

d wh ⨯⨯⨯⨯+

⨯⨯=

ηη

2.3、太阳能极板计算公式参数说明及取值

P ：太阳能电池组件的总容量

Ns ：太阳能电池组件的串联块数，本次2块串联。 Np ：太阳能电池组件的并联数

Wp ：单块太阳能电池组件峰值功率（Wp ），本次选用180W 型号太阳能组件，其峰值功率为180Wp ；

U ：系统额定输入电压（V ），本次采用2块太阳能组件串联，24V 系统最低输入电压为21.6V ，则两块额定输入电压取43.2V ；

Io ：单块太阳能电池组件的峰值电流（A ），180Wp 太阳能组件峰值电流为7.83A ；

wh P ：负载日耗电量（Wh ），wh P =240W x 24h =5760Wh ；

wh C ：在连续阴雨天期间，蓄电池放电的总容量（Wh ），本站点设计最长连续阴雨天为5

天，即完全由蓄电池支撑负载运行5天，则蓄电池放电总量为wh C =5760Wh ×5day=28800Wh ；

Td ：日照最差季节每天的等效日照时间（h ），Td 取4.87小时。

η：太阳能电池组件发电量的修正系数，考虑功率输出降效、线损、温度、衰减、污垢遮挡损失、光伏组件转换等对组件发电量的影响（%），经过计算，修正系数η取0.65。

D ：蓄电池深放电恢复周期（天），取30天。 Ka ：蓄电池放电回充等回路的损耗率，通常为0.8。 2.4、太阳能组件容量计算过程

P=Ns×Np×Wp ，Ns=2，Wp = 180Wp ；

8.57.83

8.03065.087.42.432880065.087.42.4357600=⨯⨯⨯⨯+

⨯⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯=I D T U C T U P Np d wh

d wh ηη

Np 取整为6组并联；每组2片串联，共12片； P=Ns ×Np ×Wp =2×6×180=2160Wp 三、太阳能支架计算公式

采用XTP-4型支架，每组支架安装4块太阳能板，单组支架占地面积1410mm x 3000mm ，12块太阳能组件，共使用12/3=4组，单排占地面积 长4 x 1410 =5.64米，宽3米，占地面积5.64 x 3 =16.92平米。

若采用前后双排各2组支架，则两组支架前后间距至少应为3.5米。也可以考虑后排抬高，使得前后排紧挨着排列，如图所示（仅为示意图，其中数据不考虑）：