现有光伏和太阳能并网系统的电池后备电源选项
分相设计—无需昂贵、低效的变压器便可更容易地集成到标准的室内电路中。
● 动态稳定性—输出更加稳定,因此可以在负荷高峰期或变化期为系统中的并网逆变器提供清晰的信号,确保其持续以线上状态发电。
● 通用设计—可与其他品牌和型号的并网逆变器配合使用。
需要考虑的因素包括电网的不稳定性、极端天气和地震等,同时,地理和季节缺陷也会影响到最重要临界负荷的选择。以下提供了一些关于如何选择系统尺寸以及如何与两种不同类型逆变器系统进行交互的指南。
指南一
每日临界负荷瓦时不应超过可从电池组获得所有瓦时的80%。离网系统通常每天会将电池放电50%以上,从而延长电池的寿命。然而,这种情况是基于每年仅有几天或一到两周使用备用系统的假设,在这种情况下,放电深度达80%的电池的寿命才不会低于其正常寿命。根据Outback的能量电池寿命检测结果显示,密封的AGM电池放电深度为80%时,电池可使用高达600次,也就是说当使用后备电源提供一天所需能量时,可使用600天。
电池充电和放电的速度均会影响电池的整体容量。电池充电或放电的速度越慢,电池容量越大。表1展示了一至六组电池的典型容量。可以使用这些数据的80%来估测24小时内负荷所需的电能。表2中的12小时放电率也会反映出这一点。
在电网供电的正常运行条件下,Outback的电池逆变器/充电器会将电池保持在浮动充电状态,在该状态下,电池将保持低充电率,从而补充电池内部因自放电而流失的能量。然而,在电网无法供电的情况下,逆变器不再控制流入电池的充电电流。电池逆变器处于“转换”模式,并为并网逆变器提供交流电流,使并网逆变器保持在线状态并为临界负荷供电。负荷不需要的剩余能量将会以不规则充电的方式通过电池逆变器的双向H桥电路回流至电池中。在多数情况下,光伏阵列产生的电能会通过并网逆变器输送给负荷并对电池进行不规则充电。如果系统尺寸正好合适,电池组的不规则充电率不会超过最大充电率。但是,在所有或几乎所有临界负荷都关闭的最糟糕情况下,并网逆变器中流出的电流不应超过电池组的最大充电率。Outback的遥控断路器(ROCB)可在检测到电池已充满时轻松地使并网逆变器下线。
表2给出了每组电池能提供的最大光伏功率以确保充电率不超过最大值,同时给出了在指定24小时内电池的相关可用电能。依据阵列获得的太阳辐射及负荷所需的能量,系统应选择能够使其保持平衡的尺寸。用光伏电能和负荷需求之间的关系无法预测,在晴天时,即使关掉并网逆变器,只要有阳光,电池组也可能很快会被充满,这样就可以避免电池组过度充电的现象出现。在阴天时,单纯依靠光伏阵列可能无法充满电池,因此需要一个发电机来完成对电池的充电。如果系统中没有发电机,则需要对负荷做一些取舍,看看哪些是可以留下来继续使用的,哪些可以在晴朗天气到来前暂时放弃或屏蔽的。
光伏功率一栏给出的是可通过逆变器发回给电池充电的最大功率值。在测算该值时,应假定阵列和并网逆变器中存在流失的电量。
负荷需求(kWh)需匹配表2中的一个值,从而匹配实际的光伏阵列尺寸及被转移至临界负荷面板的负荷。表3给出的典型负荷配置文件可用于估算一些典型的临界负荷。注意,冰箱每小时有十五分钟在进行制冷循环。
所以,如果将每日12.4kWh的用电量与电池容量表对比,可以发现一组电池不够用,而两组电池虽然足够用,但阵列大小必须在4kW或以下。如果阵列大小为6kW,则需要三组电池,且电池组的尺寸必须大到足以应对最糟糕情况下出现的最大不规则充电率。分流负载解决方案将被作为备选方案。然而,在综合考虑成本、分流负荷的复杂度和侵袭性以及分流负荷保护和控制时,减掉一组电池实际上起不到什么作用。
指南二
OutBack逆变器的额定功率应为并网逆变器额定功率的1.25%。在负荷需求降到0且所有可用的并网逆变器电能均输入到OutBack逆变器的情况下,本指南可确保并网逆变器不会使OutBack逆变器的充电电路失效。尽管这种情况公认不太可能发生,但出于安全和保护设备的考虑,最好遵循本指南。例如,额定功率为8kW的Radian逆变器可能会对功率不大于6kW的并网逆变器产生影响。
指南三
本指南可确保日常负荷需求或电池充电量均不超过从光伏阵列所得的电量,或可在后备系统中任选添加一个发电机。当可得光伏电量超过负荷需求的场景,当电池充满时,需要使用一个OutBack遥控断路器将并网逆变器断开。而实际上,后备系统生产出多于负荷和电池充电需求的光伏电量是不太可能的。临界负荷基本很少全部关闭,而且在很多情况下,尤其是在阴天时,需要
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