太陽能電池系統的選型與設計

2021-09-01 20:49:11 字數 2848 閱讀 4979

以kly200-72型單晶矽電池組件為例。

技術引數

■元件由72片125×125的單晶矽太陽電池串聯組成。

■陽極氧化鋁合金邊框構成實用的方開結構,允許單個使用或陣列使用

■配有標準支架系統,安裝孔

■保證25年使用壽命

■防塵接線盒,保證接線的安全可靠

■銀白色鋁合金邊框、高透光率絨面鋼化玻璃、白色tp襯底

■典型引數

標準測試條件:(am1.5)輻照度=10002,電池溫度=25℃

電池正常工作溫度

50℃峰值功率(wp)

200w

短路電池溫度係數

+0.4ma/℃

開路電壓(voc)

32.8v

開路電壓溫度係數

-60mv/℃

最大功率電壓(vmp)

26.6v

填充因子

70%短路電流(isc)

8.1a

邊框接地電阻

≤1ohm

最大功率電流(imp)

7.63a

迎風壓強

2400pa

重量16.5kg

絕緣電壓

≥1000v

外形尺寸

1482*992mm

安裝孔徑

電池結構

①池端子:為高硬度鉛基合金或銅鍍銀端子,耐腐蝕性能好、導電性能優良、強度高

於振動大,環境溫度變化大。要求電池使用壽命特別長的;

②外殼:採用abs外殼,分粘接和熱封兩種,後者尤其適合於振動大,環境溫度變化大,要求電池使用壽命特別長的場合;

③密封膠:釆用三次密封技術,第一層為鉛套焊接密封,試壓後用堵微孔密封膠密封,最後釆用紅黑膠密封,確保電池使用期間不會出現滲酸缺陷

④安全閥:採用耐酸耐熱性能優異的三元乙丙橡膠製成,確保電池使用期間的安全性、可靠性

⑤極板:其板柵採用耐腐性優良的鉛鈣錫基多元合金

⑥隔板:採用耐酸耐熱性能良好的超細玻璃纖維製成,防止正負極短路,保持電解液,緊壓迫極板表面,防止活性物質脫落。

電池效能

①電流放電效能:gm系列電池採用薄型極板,正極板厚度在24-2.9mm之間,同時採用高孔率活性物質配方,極板比表面積大,其適合於大電流放電。

②壽命:因gm系列電池採用薄型極板,正極柵耐腐蝕性能相對較差,電池使用壽命相對較短,在環境溫度為25±5℃時,為5-8年。

③密封反應效率:gm系列電池極板薄、片數多,比表面積大,便於密封反應。同時該類電池氣室較小,一般密封反應率≥98%

技術引數

型號額定電壓(v)

20hour 1.75v/cell

10hour 1.75v/cell

長度(mm)

寬度(mm)

高度(mm)

總高(mm)

重量(kg)

6fm-100

12100ah

93ah

330170

215243

31.5

6fm-120

12120ah

110ah

405175

210240

37.0

6fm-150

12160ah

150ah

480170

240240

48.0

某產品(智慧型閥門控制器)單個的供電電壓為12v,工作電流為150ma,設計乙個太陽能電池板供電2個控制器,所需要的總電流為150ma*2=0.3a,每天工作24小時,連續陰雨天為5天。

蓄電池的容量計算公式c = i * h * (t + 1) *η  (c蓄電池容量, i工作電流, h,工作時間, t連續陰雨天數,η預留係數)

為了防止蓄電池過充和過放,蓄電池一般充電到90%左右,放電到80%左右。所以取η=1/(80%)=1.25。

蓄電池容量c=0.3a *24h * (5+1) * 1.25 = 54ah

蓄電池增加20%的損耗,實際選用的容量為54ah * 1.2 = 64.8ah。

太陽能電池板的峰值功率計算公式 wp = (i * h *η*up )/h   (wp峰值功率, i工作電流, h,工作時間, h光照時間,η預留係數,up太陽能電池電壓),計算公式的原理根據電量(能量)守恆推導出來,即wp*h = i*h*up*η 變換過來。

以北京地區為例,平均每日的光照時間為5小時最,最小放寬對需求20%的預留額。太陽能電池板的電壓up = 17.4v。

太陽能電池的設計需求:某產品(智慧型閥門控制器)單個的供電電壓為12v,工作電流為150ma,設計乙個太陽能電池板供電2個控制器,所需要的總電流為150ma*2=0.3a,每天工作24小時,連續陰雨天為5天。

a、按太陽能電池每天發電功率滿足用電裝置24小時的工作需求

wp = 17.4v * 0.3a * 24h * 1.2 /5 = 25w。另外太陽能元件中線損,控制器的損耗各不同,實際應用中可能在5%-25%,所以取損耗20%,太陽能電池板的實際峰值功率為25w*1.2 = 30w。

b、按太陽能電池3天發電充滿蓄電池計算,根據上面蓄電器容量為64.8ah

wp * 5小時 * 3天 = 64.8ah * 12v  計算得出wp = 51w  取20%的損耗,太陽能電池板的實際峰值功率為51w*1.2 = 61w

為使太陽能電池板全年接受太陽輻射量均勻,通常要傾斜安裝,電池板表面與地平面的夾角為安裝傾角。固定式平板總是朝向赤道。北方地區傾角應比當位址緯度增加5-10度,北京地區緯度:北緯39度54分,因此北京地區太陽能安裝傾角設定為45度

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