太陽能光伏系統(tǒng)用VRLA電池技術(shù)性能探討

1、 本文由dongbeihu006貢獻 pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。 維普資訊： 交流與探 討 太 陽能光伏系統(tǒng)用 電池技術(shù)性能探討 太 陽能 光伏 系統(tǒng) 用 電池 技 術(shù)性 能探 討 毛 賢仙 ，項 文敏 ，唐 征 （ 江南都 電 源動 力股 份 有 限公 司 ，浙 江 杭 州 ） 浙 摘 要 ：通過 分析 太 陽能光 伏發(fā) 電用蓄 電池 的特 點 ，對太 陽能 貯能 用 的蓄 電池主要 技 術(shù)性 能進 行 了 探討 ，最后針對 目 電池的性能狀況，提 出提 高電池循環(huán)壽命、高低溫放 電性能 、過放 電 前 性 能和 負極 充 電接 受能

2、 力等 改進措 施 。 關(guān)鍵 詞 ：太 陽能光伏 發(fā) 電 ； 電池 ；技 術(shù)性 能 中圖分類 號 ： 文獻 標識 碼 ： 文章 編 號 ： （ ） ， ， （ 咖 ， ， 撕 ， ） ： ， ； ； ： 前言 新 能源 是 世 紀世 界 經(jīng) 濟 發(fā) 展 中最 具 決 定 力 的五 大技 術(shù)領(lǐng)域 之 一 ，太 陽能是一 種 清潔 、高 效和 鑒于此 ，太 陽能必將在世界能源結(jié)構(gòu)中占有一 席 之地 ，成 為理 想 的替代 能 源 。 中國 的地 區(qū)年 日照 大于 ，具有 利用 太 陽能 的 良好條 件 ，而 中 國大多 數(shù)無 電人 口恰 好 主要分 布 在這 些地 區(qū) ，電 網(wǎng)難 以覆 蓋 ，城鎮(zhèn)

3、 、村 落及 散 居牧 戶地 處邊遠 ，用 電負荷小 而 且 分 散 ，近 內(nèi)不 可 能 通 過 延 伸 之 永不衰竭的新能源 ，各國政府都將太陽能資源利用 作 為 國家 可持續(xù) 發(fā) 展戰(zhàn) 略 的重要 內(nèi)容 。人類 正 面臨 實現(xiàn)經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn) ，在有限資 源和環(huán)保壓力下 ，能源問題將更為突 出。因此 ，人 類在解決上述能源問題 ，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 ，只能依 靠科技進步 ，大規(guī)模地開發(fā)利用清潔能源 。而太陽 能 具有 ： ）儲 量 的 “ 限性 ” 無 ，取之 不盡 ，用 之不 竭 。 ）存在的普遍性 ，相對于其他能源來說 ，可 就地 取用 。 電網(wǎng)實現(xiàn)供電，許多特殊領(lǐng)域 ，如

4、：微波中繼站光 伏電源、光纜 中繼站光伏電源 、鐵路和公路信號電 源 、氣象 臺站 電源 、邊 防哨所 電源 、以及 石油 管道 陰極 保護 電源等都 需 要光伏 發(fā) 電供 電 ，因此光 伏發(fā) 電有 巨 大 的 潛 在 市 場 ，許 多 外 國公 司看 好 中 國市 場。從世 界范 圍看 ，中國的太 陽能資 源和美 國類 似 ，比日本優(yōu)越很多 ，特別是青藏高原中南部 的太 陽能資源尤 為豐富，接近 世界最著 名的撒哈拉 沙 漠 ，中國具有得天獨厚的開發(fā)利用太 陽能的優(yōu)越條 件。 年代 以來 ，太 陽能光 伏 市 場 以年 均 的 速度 遞增 ， 增 幅達 年 ，近幾 年 以 的速 度增 長 ，

5、 已成 為 全 球 發(fā) 展 速度 最 快 的 能 ）利用 的清潔性 ，光伏 發(fā) 電具 有安 全可靠 、 無噪聲 、無污染 、制約少 、故障率低 ，其開發(fā)利用 時幾乎不產(chǎn)生任何污染。 ）利用 的經(jīng) 濟性 。 收稿 日期 ： ， 維普資訊： 堂 墨絲 皇 絲絲堡墮 堇 交 流 與探 討 源。近兩年國家花巨資解決西部貧困區(qū)域的用電問 題 ，國家在 這方 面的 工程項 目有 中 國光 明工 程 、無 電鄉(xiāng)通 電工 程 、全 球 環(huán) 境 基 金 （ ） 界 銀 行 世 源的目的。在太 陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池是其中 重要的組成 部分，約 占系統(tǒng)價值 的 一 ， 根 據(jù) 中國太 陽 能光 伏發(fā) 電 系 統(tǒng)

6、 的使 用 特 點 ， 電池 應(yīng)滿 足 以下技 術(shù)性 能要 求 ： 促進項 目和 國外合作項 目，估計近幾年太陽能光伏 系 統(tǒng)對 電池 的需 求量 為 億 元 。 年 太 陽能 光伏 系統(tǒng) 中配 套 的蓄 電池大 部 分為代 用 品 ，各 種用 途 的鉛酸 電池 都用 過 ，早期 采 用開 口電 池 、汽 車 起 動 電 池 、 中 小 密 閥 控 電 池 、浮 充 用 太陽能光伏 系統(tǒng) 中太 陽能電池組件壽命 達到 以上 ；控制器 、逆變器壽命達到 以上；要 求 蓄電池組 壽命 達 到 以上 。 所 以貯 能用 電池 應(yīng)是 適用 于循 環(huán) 應(yīng)用 的長 壽命 電池 ，一 般太 陽 電池 ，使用

7、中存在許 多缺 陷或不足 ，中國 目 前還沒有成熟的太陽能光伏發(fā) 電專用貯能 電池 ，為 了開拓 太 陽能 光伏發(fā) 電市場 ，本 文對 太 陽能光 伏發(fā) 電貯 能用 蓄 電池 的使 用 特點 、技 術(shù)性 能 和指標 進行 了探討 ，并 提 出 了改 進 措施 。 太 陽能光伏 發(fā) 電用 蓄 電池使 用特 點 能光伏系統(tǒng)設(shè)計蓄 電池循環(huán)深度 為 ，在此循 環(huán)深度下 ，循環(huán) 壽命 應(yīng)達到 次 以上 ，目前用 于通信浮充 用 的 電池 ，顯然是 達不到要 求 的 ，必 須要 進行 技術(shù) 改進 與創(chuàng) 新 。 太 陽能 光伏 發(fā) 電系統(tǒng) 大 部分 在西 部 地 區(qū)使 用 ， 環(huán) 境條 件惡 劣 ，室外

8、氣 溫 的變 化 范 圍為攝 氏 一 ，蓄 電池 的工 作 環(huán)境 溫 度 為 攝 氏 一 ，濕度 ，最 高海 拔 高度 為，要 特 別 注 意貯 能蓄 電池 的氣 閥壓力 范 圍和 高低 溫放 電性 閥控 式 密封鉛 酸 蓄 電池 在太 陽能光 伏發(fā) 電領(lǐng) 域 中使 用 ，是一 種新 的嘗 試 ，閥控 密 封 電池在 中國 自 年代 初開 始 出 現(xiàn) 以來 ，一 直 在 郵 電 、 電力 系 統(tǒng) 作 為備用 電源使用 ，其 使用 特 點是 ：平 時處 于浮 充 狀 態(tài) ，很 少循 環(huán)使 用 ，即使 放 電一 般也 只有 幾小 時 時 間 。近年 來 電池也 有少 部 分應(yīng) 用 于 深循 環(huán) 領(lǐng)

9、域 ，如 電動 自行 車 、電動 摩 托 車 等 ，它 的 特 點 是 ：持續(xù) 放 電 電 流 較 大 ，壽 命 只 有 左 右 。 而 太 陽能貯 能 系統(tǒng) 使用 情 況 與前 二 者 的差 別 較 大 ， 它 放 電 電流 較小 ，根 據(jù) 系統(tǒng)設(shè) 計 富裕量 不 同 ，一般 能 ，在 一 時按 小時率放電要求放 出實際容 量 以上 。 太 陽能光 伏 發(fā) 電系 統(tǒng) 中蓄 電池 放 電 深度 不 穩(wěn) 定 ，當連續(xù) 陰天 時 ，容 易造 成 電池過 放 電 ，如果過 放 電后容 量得 不到恢 復(fù) ，將 影 響到 系統(tǒng)使 用 的可靠 性 。所 以貯 能 電池 一項 重要 指標 是 蓄 電池 過

10、放 電后 的容 量恢 復(fù)性 能 ，蓄 電池 放 電 到 ，擱 置 后 ，充 電可恢 復(fù) 到實 際容 量 的 以上 。 以 小時率放電，放電深度為 ；太陽 能光伏 系統(tǒng) 中，蓄 電池充 電 由太 陽能 電池直接提 供 ，其 充 電 電流和充 電電壓 隨著 太 陽能 的強度 變化 而變化，有時充 電電壓不夠 ，有時充 電電壓過高 ， 由于 電 池 對 充 電 方 法 特 別 敏 感 ，易 造 成 電池 早期 失 效 。另 外 系統(tǒng) 中充 電 電壓 不 能根 太 陽能 貯 能 蓄 電池 處 于循 環(huán) 使 用 ，系 統(tǒng) 中蓄 電池 數(shù)量 較 多 ，因此對 整 組 電池 容 量 的均一 性要 求 較高

11、。系統(tǒng)中如果出現(xiàn)落后電池，它在放電時可能 會處 于過 放 ，而在 充 電時 又 充 電不 足 ，如 此 反 復(fù) ， 落后 電 池 將 會 提 前 失 效 ，而 影 響 整 組 電池 的 安 全 性 。參 照相關(guān) 標 準 ，配 組 的貯 能 電池 容 量偏 差要 求 小于 ，以提 高整 組 電池 的循 環(huán)壽命 。 蓄 電 池 還 應(yīng) 該 達 到 防爆 阻 燃 ，抗 震 的要 求 ： 據(jù)溫度變化 自動調(diào)節(jié)，易造成高溫條件下 蓄電池過 充 ，而低 溫情 況下 蓄 電池充 電不 足 ，結(jié)果 使 蓄 電池 壽命 提 前 終 止 。加 上 西 部 地 區(qū) 邊 遠 ，交 通 極 不 方 便 ，使用人員維護素

12、質(zhì)不高 ，將人為影響太 陽能光 伏 系統(tǒng) 的運行 質(zhì)量 。由此可 見 電池 應(yīng)用 于太 陽能 貯 能領(lǐng)域 既是 一個 機遇 ，也 是一 個挑 戰(zhàn) 。 太 陽能光 伏發(fā) 電 用蓄 電池技 術(shù) 指標探 討 自 電小 于 放 ；恒流過充壽命符合信息產(chǎn) 業(yè) 標準 的要 求 。 太 陽 能光伏 系統(tǒng) 用 電池性 能 改進 太陽能光伏發(fā) 電系統(tǒng) 由一塊或多塊太 陽能電池 組件組成光伏方陣，白天對蓄電池組充電 ，晚上蓄 電池組對用戶或負載進行供 電，而達到利用清潔能 蓄電池 年 第 期 存在 的主要問題是在預(yù)期的壽 命 內(nèi)容量衰退 ，特別是在循環(huán)應(yīng)用領(lǐng)域 ，達不到用 戶要求的使用壽命 。許多研究已表明早期容

13、量損失 現(xiàn)象存在 種模 式 ，分別稱為 、 一 、 一 露 丞鑫 遘 鬣 建 琶 螽 襄 蠹 靠 ， 蕞 維普資訊： 交流 與探討 太 陽能光伏 系統(tǒng)用 電池技 術(shù)性能探討 。 與正 極板 柵 和活性 物 質(zhì) 界面 有 關(guān) ， 一 一 欠充 ，長期處于這種狀態(tài)使用 ，負極 的硫酸鹽化將 日趨嚴 重 ，最 終導(dǎo) 致 電池早 期 失效 。對 電池 來 說 ，充 電不 足對 電池 的危 害 比過 充 電更嚴 重 ，所 一 是在循環(huán)使用期 間與正極活性物質(zhì)分解 和 膨脹有關(guān) ， 一是 負 極 再 充 時 恢 復(fù) 不 到 全 荷 電 狀態(tài) 。所以延長 電池的循環(huán)使用壽命 ，板柵 合金在板柵與活性物質(zhì)界面

14、形成的腐蝕層導(dǎo)電性應(yīng) 良好 ，板 柵應(yīng) 具有抗 蠕 變性 能 。電池設(shè) 計 應(yīng)采 用 緊 裝配 ，并 適 當提高 裝配 壓力 。另外 還應(yīng) 注意 系統(tǒng) 設(shè) 計時 蓄 電池應(yīng)有 的富裕 容量 。 提 高高低 溫 性能 以提高 電池的充電接受能力尤其重要。充 電 接受 能力 最早 在起 動用 鉛 酸蓄 電池標 準 中出現(xiàn) ，為 了考 核在 低溫 環(huán)境 下 蓄 電池 充 電能 力 而制定 的一 項 技術(shù) 要求 。為克服 負極 充 電不 足 的問題 ，可從負 極 板 人手 ，在 負極鉛 膏 配方 中加 入 高穩(wěn)定 性 的膨 脹劑 和 導(dǎo) 電性 添 加劑 【 以提 高充 電接 受 能力 。 ， 結(jié) 論

15、電池對使用溫度十分敏感 ，壽命 與溫度 有很大關(guān)系 ，一般來說，按浮充使用 的經(jīng)驗 ，溫度 超過 時 ，每升高 ，電池的壽命縮 短一 半 ，所 以應(yīng) 通過正 極 鉛 膏 配方 的改 進 來 提 高 的高溫性 能 。 電 池 隨著 溫 度 的 降低 ，實 際 放 出的容量 大 大下 降 ，一般 電池 在 一 ， 時 只放 出實 際容量 的 左 右 ，而低 溫性 能 更 多 的 是 由負極控 制 的 ，所 以應(yīng) 通過 負極 鉛膏 配方 的改 進 來提高 的低 溫 性能 。 提高 過放 電性 能 中國大 規(guī)模 太 陽能光 伏發(fā) 電還 處 于市 場 引導(dǎo) 階 段 ，而 電 池 在 中 國 的應(yīng) 用 也

16、 是 近 十 幾 年 的 事 ，它在通信后備 領(lǐng)域 、鐵 路系統(tǒng) 和 系統(tǒng) 和 電動 自行 車領(lǐng)域 的應(yīng) 用 顯示 了 巨大 的優(yōu)勢 ，也 是 今 后 鉛 酸 電池 發(fā) 展 的主流 。盡 管 目前還 有諸 多 問題 有 待 解決 ，但 隨 著研 發(fā)力 度 的不 斷深入 和技 術(shù)成 果 的 推廣應(yīng)用 ， 電池最終能確保太 陽能光伏發(fā)電 領(lǐng)域安全性 、可靠性 、耐用性和經(jīng)濟性的要求。 參考 文獻 ： 張曉波 ，徐 寶堂 ，王 凈泉 鐵 路機 車 車輛 用閥控 式密 封鉛酸蓄 電池 報批稿 陳俊 民，李秉 文 ，祝 士平 ，童一 波等 通信 用 閥控 式 密封鉛酸蓄 電池 ， ， 當連續(xù) 陰天、用戶

17、使用不 當或光伏儲能保護系 統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)故障時 ，均可能導(dǎo)致 電池過放 電 的發(fā)生 ， 普通 電池在這種使用狀態(tài)下可能 出 現(xiàn)容 量難 以恢 復(fù) ，嚴 重 時會 導(dǎo)致 電池失 效 。由于過 放電在循環(huán)使用的電池 中總是存在的，因此必須提 高 電池 過放 電 的適 應(yīng)性 能 ，通 過 改進 電解 液配 方有 利 于改善 電池 的過 放 電性能 。 提 高 電池 充 電接受 能力 太 陽能光 伏 系統(tǒng) 中 ，將 太 陽能 電池提 供 的電能 楊軍 提高 閥控 鉛酸 蓄 電池 過 放 電性 能 的初 步 研究 通信 電源 （） ： 顏 克球 負極添加劑 對牽 引型蓄 電池 充 電接受 能力 的 影 響 蓄電池 ， ，（） ： 給蓄電池充電，而充電電流隨著太陽照射的強度而 發(fā)生變化 ，如果碰上陰天 ，甚至就不充電，所 以蓄 電池的充電模式其實是間歇式充電，容易造成 電池 （ 上接 第 頁）意料 的發(fā) 展速 度在 神州 大地 受 到歡 迎 、贊賞。一是由于它非常適合 中國國情 ，是很有 電動助力車的商機 ；五是符合可持續(xù)發(fā)展 的需要。 筆者 是 從事 電動 助力 車 電池研 制 的專業(yè) 人員 ，對該電池的論文已共發(fā)表 （ 篇 參見 蓄電 池 電源技術(shù) 電池工業(yè) 中國 自行車等 、 、 、 雜志） 但