12V太阳能路灯,该如何匹配锂电池组呢?
太阳能光伏储能系统,是目前市场上应用比较多的储能系统。离网的光伏储能系统中,锂电池组是非常重要的部件。那该如何来匹配锂电池组呢?今天来分享一下这个。
太阳能光伏储能系统--太阳能路灯
1、先确定太阳能光伏储能系统的电压平台系列
目前比较多的光伏储能系统电压平台是12V系列的,特别是离网的储能系统,像太阳能路灯、太阳能监控设备储能系统、小便携光伏储能电源等等。使用12V系列的太阳能光伏储能系统,大多数都是300W以内功率的储能系统。
低电压一些的光伏储能系统有:3V系列的,像太阳能应急灯、太阳能小标灯等等;6V系列的,像太阳能草坪灯、太阳能指示牌等等;9V系列的光伏储能系统也很多,介于6V与12V之间,部分太阳能路灯也有9V的。使用9V、6V、3V系列的太阳能光伏系统,基本都是30W以下的小储能系统。
太阳能草坪灯
高电压一些的光伏储能系统有:24V系列的,像足球场太阳能照明灯、中型太阳能光伏便携储能系统,这些储能系统的功率比较大,会在500W左右;还有36V、48V系列的光伏储能系统,功率就会更大一些,基本都会到1000W以上,像家庭光伏储能系统,户外便携储能电源等等,功率甚至都会到5000W左右;当然还有更大的光伏储能系统,电压会到96V,192V系列的,这些特别高压的光伏储能系统,基本都是大型光伏储能电站。
家庭光伏储能系统
2、锂电池组容量的匹配方法
以科技产品领域,市场上批量最多的12V系列为例,分享一下锂电池组的匹配方法。
目前基本可以从两个方面来匹配,一个是储能系统的供电时间来计算匹配;另一个是从太阳能电池板和充电的日照时间来匹配。
先说说根据供电时间来匹配的锂电池组容量的方法比如,12V系列的光伏储能系统,50W功率的太阳能路灯,每天需要有10个小时的亮灯时间,还需要考虑3个阴雨天无法充电的情况。
那么计算锂电池组容量可以是:50W*10h*3天/12V=125Ah。我们可以匹配12V125Ah的锂电池组来配套这套光伏储能系统。计算的方法就是,将路灯需要的瓦时总数除以平台电压,其中在阴雨天时,无法充电的,需要考虑增加相应的备用容量。
乡村太阳能路灯
再说说根据太阳能电池板和充电的日照时间来匹配锂电池组容量的方法比如,还是12V系列的光伏储能系统,太阳能的电池板输出功率为100W,每天充电的有效日照时间为5小时,储能系统需要在一天之内将锂电池组充满电。那锂电池组该如何匹配容量呢?
计算的方法是:100W*5h/12V=41.7Ah。也就是说,对于这套光伏储能系统来说,我们可以匹配12V41.7Ah的锂电池组。
太阳能储能系统
以上的计算方法,是忽略损耗不计的,在实际使用过程中,可以按照具体的损耗转化率来计算。还有锂电池组的种类不同,计算的平台电压也不一样,比如12V系统的锂电池组,使用三元锂电池,需要3颗串联,那平台电压会是3.6V*3串=10.8V;而磷酸铁锂的电池组会使用4颗串联,那么电压平台就会变成了3.2V*4=12.8V。
太阳能光伏储能系统示意图
所以,更准确的计算方法,需要加上具体产品的系统损耗以及对应的具体平台电压来计算,这样会更加准确。
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懂得两个参数,买太阳能灯具就能少被忽悠
太阳能灯具最大的坑莫过于参数虚标。没有行业标准,消费者只知道功率越高的越亮越好,商家为了迎合市场就把产品参数虚标的极其离谱,就连很多销售人员都不清楚灯具的实际参数,推销的时候也只是把最高参数的推荐给客人。在这里,以从业者的身份用最简单的方法让大家一眼就能看出灯具的实际参数,懂得这些公式就能在买太阳能灯具上面少被忽悠。
太阳能灯具光伏板和电池配置的计算公式
首先来看一下我们厂家需要做一款太阳能灯是如何去配置的。
例如做一款30W的太阳能路灯每天亮灯10小时需要配多大的光伏板和多大的电池?
一、计算灯具的总功耗。
目前应用于民用的太阳能路灯基本使用分段式照明。以我厂的太阳能路灯计算,前4小时100%输出,后6小时50%输出,相当于满负荷状态为7小时。那么这款灯每天的总功耗为:30W*7=210W
二、计算电池容量需求。电流I=功率P/电压U
市面上的铁锂电池基本为3.2V一个单元,而三元锂为3.7V一个单元,其它的电压无非是并联起来的,容量上没有区别。在这里以我司常用的3.7V三元锂电池组计算。
实际电池容量需求为:210W/3.7V=56.7AH
三、计算出需要的光伏板。功率P=电流I*电压U
目前应用于民用照明的光伏板大多数为6V和12V两种,因为我们使用的电池是3.7V的,光伏板一般使用6V的,所以这里以6V的来计算。我国的平均日照时长为4.5小时。
光伏板每小时需产生的电量为:56.7AH/4.5H=12.6A
光伏板的功率为:12.6A*6V=75.6W
通过计算得出实际功率为30W的太阳能投光灯每天分段式亮灯10小时,需要56.7A的3.7V三元锂电池组和6V 75.6W的光伏板。
同理,我们反向计算出商家灯具的实际功率,最终可发现灯具的虚标成份。
以某淘一商家的热销产品举例:
我们忽略该商家产品的功率,直接看重要部件的参数:电池电压、容量和光伏板电压、功率。
电池容量为:17500mAH,即17.5AH。商家没有标注电池的电压,根据光伏板的规格推断电池为3.2V或3.7V的,这里以3.7V的计算
光伏板的参数没有标注。市场上光伏板240mm*360mm这一规格的太阳能板参数大致为:6V 10W/12W,这里以6V 12W来计算。
一、计算灯具的功率。功率P=电流I*电压U
灯的总功率大概为:17.5*3.7≈65W
以上是电池能支撑起灯的总功率,除以它工作的时间就是灯的实际功率。由于无法得知商家的方案,这里估算它的满负荷状态为6小时。
那么灯具的大概功率为:65W/6≈11W
二、计算光伏板的功率。电流I=功率P/电压U*时间H
光伏板能提供的电池容量为:12W/6V*4.5=9A (同样以平均日照4.5小时算)
综上可见,光伏板完全不能给电池提供充足的电量,所以灯具的电池也存在严重的虚标。因为无法得知光伏板的参数,所以也无法计算下去,但这款灯的峰值功率不会超过10瓦。
(注:以上演算忽略了充放过程中的损耗,也没有计算平均日照时间之外的充电,但是作为参考的依据是可靠的。作为非从业人员的普通者来说没必要过于深入,能简单的判断就是最好的)
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