太阳能光伏发电技术_4_储能蓄电池.doc

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1、本文由mideabear贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。专家讲堂3456789:;<=8>?7@太阳能光伏发电技术（!）主要缺点是内阻大，电动势较低，造价高。同低成本的铅电池比较，镉镍电池初始成本比铅电池高因此在光伏系统中较少采用。,%#倍，由于铅蓄电池的性能价格比仍优于镉镍电池，目前在光伏系统中铅蓄电池仍在大量使用。储能蓄电池!中国科学院马胜红陆虎俞#&"!铅蓄电池工作原理铅蓄电池结构铅蓄电池主要由以下部分构成：、极板正负组、隔离物、容器和电解液等。&!"!蓄电池概述蓄电池简介蓄电池是一种化学电源，它将直流电能转变为化学能储存（

2、!）极板。铅蓄电池的正、负极基板由纯铅制成，上面直接形成有效物质；有些基板用铅镍合金制成栅架，上面涂以有效物质。正极（阳极）的有效物质为二氧化铅，（阴极）负极的有效物质为海绵状铅。在同一个电池内，同极性的极板片数超过两片者，用金属条连接起来称为“极板组”“极板群”或。至于极板组内的极板片数的多少，随其容量（蓄电能力）的大小而异。（&）隔离物。在各种类型的铅蓄电池中，除少数特殊组合的极板间留有宽大的空隙外，在两极板间均需插入隔离物，以防止正负极板相互接触而发生短路。隔离物有木质、橡胶、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃等数种，可根据蓄电池的类型适当选定。（)）容器。容器是用来盛装电解液和支撑极板的

3、，通常有玻璃容器、衬铅木质容器、硬橡胶容器和塑料容器四种。（,）电解液。铅蓄电池的电解液是用蒸馏水稀释高纯度浓硫酸而成。它的比重高低视铅蓄电池类型和所用极板而定-一般在!#.时为!"&’’%!")’’之间。蓄电池用的电解液（稀硫酸）必须保持纯净，不能含有害于铅蓄电池的任何杂质。起来，需要时再把化学能转变为电能释放出来。能量转换过程是可逆的，前者称为蓄电池充电，后者称为蓄电池放电。在光伏发电系统中，蓄电池对系统产生的电能起着储存和调节作用。由于光伏系统的功率输出每天都在变化，在日照不足发电很少或需要维修光伏系统时，蓄电池也能够提供相对稳定的电能。蓄电池还可以提供较大的瞬间电流，用于起动电

4、动机等。蓄电池的投资约占光伏发电系统总投资的!#$%&’$，如此高的投资比例使得蓄电池使用寿命的长短对光伏发电系统千瓦时电能成本影响很大。蓄电池效率的高低不仅影响到千瓦时电能成本，还影响到太阳电池组件额定容量的大小，从而影响到总投资。因此，如何选择和维护好蓄电池组，是光伏系统设计和管理中不容忽视的问题。!"&蓄电池分类蓄电池有不同类型和大小。通常手电筒用的干电池，称为&"&铅蓄电池基本原理铅蓄电池由两组极板插入稀硫酸溶液中构成。电极在完成一次电池（原电池）。还有一类可充电电池，称为二次电池，例如：汽车起动用的铅酸电池，手电筒、收音机使用的镉镍充电电池等。目前光伏系统仍然大量使用着铅酸电

5、池，因此本章将重点介绍铅酸蓄电池。（!）铅蓄电池。用铅和二氧化铅作为负极和正极的活性物质（即参加化学反应的物质）以浓度为&($%)($的硫酸水溶，液作为电解液的电池，称为铅蓄电池（俗称“铅酸蓄电池”。）铅蓄电池不仅具有化学能和电能转换效率较高、充放电循环次数多、端电压高，容量大（高达)’’’*+）的特点，而且还具备防酸、防爆、消氢、耐腐蚀的性能。同时随着工艺技术的提高，铅蓄电池的使用寿命也在不断提高。近年来还开发出具有免维护特点的密封式铅蓄电池。密封式铅酸电池，维护简便，运输方便，但价格较贵，一般是开口铅电池的&%)倍。密封式铅电池在高温的气候条件下，容易因过!栏目编辑梁学造充电后，正

6、极板为二氧化铅，负极板为海绵状铅。放电后，在两极板上都产生细小而松软的硫酸铅，充电后又恢复为原来物质。铅蓄电池在充电和放电过程中的可逆反应理论比较复杂，目前公认的是哥来德斯东和特利浦两人提出的“双硫酸化理论”该理论的含义为铅蓄电池在放电后，。两电极的有效物质和硫酸发生作用，均转变为硫酸化合物———硫酸铅；当充电时，又恢复为原来的铅和二氧化铅。’铅蓄电池主要性能表示铅蓄电池特性参数很多，下面仅就与光伏系统选用蓄电池有关的重要性能给与扼要说明。)"!蓄电池容量蓄电池容量是蓄电池储存电能的能力，通常以蓄电池充满电后放电至规定的终止电压时，电池放出的总电量表示。当蓄电池以恒定电流放电时，它的容

7、量/）（等于放电电流值0）（和放电时间1）（的乘积，/201。如果放电电流不是常量，即则蓄电池的容量等于不同放电电流值与相应放电时间的乘积之和。蓄电池容量不是固定不变的常数，它与充电的程度、放电电流大小、放电时间长短、电解液比重、环境温度、蓄电池效率充而损坏。（&）碱性蓄电池。碱性蓄电池按其极板材料，可分为镉镍蓄电池、铁镍蓄电池等。碱性蓄电池与铅蓄电池相比具有体积小，可深放电，耐过充和过放电，以及使用寿命长，维护简单等优点。碱性蓄电池的!!"大