太阳能蓄电池是‘蓄电池’在太阳能光伏发电中的应用,目前采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池,胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。
太阳能蓄电池是‘蓄电池’在太阳能光伏发电中的应用,目前采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池,胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。国内目前被广泛使用的太阳能蓄电池主要是:铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池,这两类蓄电池,因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点,很适合用于性能可靠的太阳能电源系统,特别是无人值守的工作站。
太阳能蓄电池应该具备以下特性
1比较好的深循环能力,有着很好的过充和过放能力。
2长寿命,特殊的工艺设计和胶体电解质保证的长寿命电池。
3适用不同的环境要求,如高海拔,高温,低温等不同的条件下都能正常使用的电池。
太阳能蓄电池的工作原理
白天太阳光照射到太阳能组件上,使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压,把光能转换为电能,再传送给智能控制器,经过智能控制器的过充保护,将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存;而储存就需要有蓄电池,所谓蓄电池即是贮存化学能量,于必要时放出电能的一种电气化学设备。
构成铅蓄电池之主要成份如下:
阳极板(过氧化铅.PbO2)--->活性物质
阴极板(海绵状铅.Pb)--->活性物质
电解液(稀硫酸)--->硫酸(H2SO4)+水(H2O)
电池外壳
隔离板
其它(液口栓.盖子等)
太阳能蓄电池的使用和维护
(1)工作适宜温度15~20℃
(2)太阳能蓄电池联接的方法为:将太阳能蓄电池的正极与正极、负极与负极联接。这样太阳能蓄电池的电量就会增加一倍,而电压与一块太阳能蓄电池的电压一样。太阳能蓄电池两极柱切不可短路(碰头)。
(3)对于新安装或整修后第一次充电的太阳能蓄电池,进行一次较长时间的充电,为初充电,应按额定容量1/10的电流来进行充电。安装前必须测量蓄电池是否充足,如电力不足,请在阳光充足的地方对蓄电池进行8—16小时以上充电或者用交流电先把电池充足,应严格避免过放充电。用交流电正常充电时,最好采用分级充电方式,即在充电初期用较大电流的恒流均充,充到均充电压并恒压一定时间后改用常规的恒压浮充方式。
(4)保持蓄电池本身的清洁。安装好的太阳能蓄电池极柱应涂上凡士林,防止腐蚀极柱。
(5)为太阳能蓄电池配置在线监测管理技术,对太阳能蓄电池进行内阻在线测量与分析,及时发现蓄电池的缺陷,及时进行维护。
(6)冬季预防太阳能蓄电池冻裂,夏季避免阳光直晒,应将太阳能蓄电池放于通风阴冷处。
蓄电池变形是由于蓄电池内部气体压力过高造成的。为了保证高的氧气复合效率,蓄电池内部保持一定的压力是必要的。在保持高的氧复合效率前提下,安全阀的质量就很重要了。日本JISC8707-1992标准规定,蓄电池安全阀的开阀压力在49kPa以下,闭阀压力在lkPa以上。
蓄电池变形是由于蓄电池内部气体压力过高造成的。为了保证高的氧气复合效率,蓄电池内部保持一定的压力是必要的。在保持高的氧复合效率前提下,安全阀的质量就很重要了。日本JISC8707-1992标准规定,蓄电池安全阀的开阀压力在49kPa以下,闭阀压力在lkPa以上。我国原邮电部标准规定,开阀压力在10-4gkPa,闭阀压力为1-lOkPa。
实践证明,开阀压力应稍低些,取10--l5kPa较为合适,而闭阀压力值接近于开阀压力值为好。为了解决蓄电池膨胀问题,必须保证氧气复合效率在98%以上。为此,玻璃纤维隔板的空隙率(应大于93%)、基重、吸酸值等指标是十分重要的。采用优质的隔板是保证上述技术指标的基础,设计上充分考虑了壁厚裕量,从而解决蓄电池变形问题。
蓄电池变形不是突发的,往往有一个渐进的过程。当蓄电池在充电容量达到80%左右进入高电压充电区时,在正极板上先析出氧气,氧气通过隔板中的孔到达负极,在负极板上进行氧复活反应,反应过程中会产生热量。当充电容量达到90%时,氧气的产生速度增大,负极开始产生氢气。大量气体的增加使蓄电池内压超过开阀压力,安全阀打开,气体逸出,最终表现为失水。随着蓄电池循环次数的增加,水分逐渐减少,导致蓄电池出现如下情况:
(1)热容减小。在蓄电池中热容最大的是水,水损失后,蓄电池热容大大减小,产生的热量使蓄电池温度升高很快。
(2)某些蓄电池出现极板不可逆硫酸盐化,内阻增大,充电时蓄电池发热,当温度上升到壳体的临界温度时,产生的热量不能得到充分的散发,将导致蓄电池壳体变形。
(3)由于失水后蓄电池中超细玻璃纤维隔板发生收缩现象,使之与正负极板的附着力变差,内阻增大,充放电过程中发热量加大。经过上述过程,蓄电池内部产生的热量只能经过蓄电池槽散失,如散热量小于发热量,即出现温度上升现象。温度上升,使蓄电池析气过电位降低,析气量增大,正极大量的氧气通过"通道"。在负极表面反应,发出大量的热量,使温度快速上升,形成恶性循环,即所谓的"热失控",最终温度达到80%以上,即发生变形。
一组蓄电池同时变形时,应先做电压检查。如果电压基本正常,还应测量单格电压判断是否短路,无短路则说明变形是过充电产生"热失控"所致。这时应着重检查充电器的充电参数,若充电电压偏高、无过充电保护、浮充电压高或涓流转换点电流低,则应调整或更换充电器。若一组蓄电池(3只)中只有一只或两只变形,其故障的原因有:
1)某只蓄电池出现极板不可逆硫酸盐化,内阻增大,充电时蓄电池发热变形。
2)某只蓄电池连线时反极造成充电发热变形。
3)蓄电池荷电不一致,充电时造成某些蓄电池过充电引起变形。荷电不一致可能是由于蓄电池存在单格短路或由于用户将蓄电池试验放电或自放电引起的。