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蓄电池和蓄电池组容量设计

任务目标：

掌握蓄电池容量设计方法

任务描述：

蓄电池的任务是在太阳能辐射量不足时，保证系统负载的正常用电。要能在几天内保

证系统的正常工作，就需要在设计时引入一个气象条件参数：连续阴雨天数。这个参数在前

面已经进行了介绍，一般计算时都是以当地最大连续阴雨天数为设计参数，但也要综合考虑

负载对电源的要求。对于一般的负载如太阳能路灯等可根据经验或需要在3～7天内选取。

对于重要的负载如通信、导航、医院救治等则在7～15天内选取。另外还要考虑光伏发电系

统的安装地点，如果在偏远的地方，蓄电池容量要设计得较大，因为维护人员到达现场就需

要很长时间。实际应用中，有的移动通信基站由于山高路远，去一次很不方便，除了配置正

常蓄电池组外，还要配备一组备用蓄电池组，以备不时之需。这种发电系统把可靠性放在了

第一位，已经不能单纯考虑经济性了。

案例实施：

蓄电池的设计主要包括蓄电池容量的设计计算和蓄电池组串并联组合的设计。在光伏

发电系统中，大部分使用的都是铅酸蓄电池，主要是考虑到技术成熟和成本等因素，因此下

面介绍的设计和计算方法也主要以铅酸蓄电池为主。

一、基本的计算方法

先将负载每天需要的用电量乘以根据当地气象资料或实际情况确定的连续阴雨天数就

可以得到初步的蓄电池容量。然后将得到的蓄电池容量数除以蓄电池容许的最大放电深度系

数。由于铅酸蓄电池的特性，在确定连续阴雨天内绝对不能100%的放电而把电用光，否则

蓄电池会在很短的时间内寿终正寝，大大缩短使用寿命。因此需要除以最大放电深度系数，

得到所需要的蓄电池容量。最大放电深度的选择需要参考蓄电池生产厂家提供的性能参数资

料。一般情况下，浅循环型蓄电池选用50%的放电深度，深循环型蓄电池选用75%的放电

深度。计算蓄电池容量的基本公式为：

Ah×

负载日平均用电量（）连续阴雨天数

蓄电池容量(Ah)=

最大放电深度

二、相关因素的考虑

上面的计算公式只是对蓄电池容量的基本估算方法，在实际应用中还有一些性能参数

会对蓄电池的容量和使用寿命产生影响，其中主要的两个因素是蓄电池的放电率和使用环境

温度。

1.放电率对蓄电池容量的影响。在此先对蓄电池的放电率概念作个简单回顾。所谓放电

率也就是放电时间和放电电流与蓄电池容量的比率，一般分为20小时率(20h)、10小时率

(10h)、5小时率(5h)、3小时率(3h)、l小时率(lh)、0.5小时率(0.5h)等。

大电流放电时，放电时间短，蓄电池容量会比标称容量缩水；小电流放电，放电时间

长，实际放电容量会比标称容量增加。比如，容量100Ah的蓄电池用2A的电流放电能放

50小时，但要用50A电流放电就肯定放不了2个小时。实际容量就不够100Ah了。蓄电池

的容量随着放电率的改变而改变，这样就会对容量设计产生影响。当系统负载放电电流大时，

蓄电池的实际容量会比设计容量小，会造成系统供电量不足；而系统负载工作电流小时，蓄

电池的实际容量就会比设计容量大，会造成系统成本的无谓增加。特别是在光伏发电系统中

应用的蓄电池，放电率一般都较慢，差不多都在50小时率以上，而生产厂家提供的蓄电池

标称容量是10h放电率下的容量。因此在设计时要考虑到光伏系统中蓄电池放电率对容量的

影响因素，并计算光伏系统的实际平均放电率，根据生产厂家提供的该型号蓄电池在不同放

电速率下的容量，就可以对蓄电池的容量进行校对和修正。当手头没有详细的容量一放电速

率资料时，也可对慢放电率50～200h（小时率）光伏系统蓄电池的容量进行估算，一般相

对应的比蓄电池的标准容量提高5%～20%，相应的放电率修正系数为0.95～0.8。光伏系统

的平均放电率计算公式为：

×

负载工作时间连续阴雨天数