《太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)用鉛酸蓄電池認(rèn)證技術(shù)規(guī)范》的編制說(shuō)明

1、僅供個(gè)人參考太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)用鉛酸蓄電池認(rèn)證技術(shù)規(guī)范 的編制說(shuō)明（一）制定規(guī)范的必要性；我國(guó)光伏行業(yè)發(fā)展極為迅速，中國(guó)已經(jīng)成為繼歐洲、日本之后，第三大光伏 生產(chǎn)國(guó)。我國(guó)政府對(duì)光伏發(fā)電的發(fā)展也較為重視，近幾年，陸續(xù)啟動(dòng)了 “送電到 鄉(xiāng)” “光明工程”等項(xiàng)目，建立了大量的獨(dú)立光伏電站，解決了我國(guó)部分偏遠(yuǎn)地 區(qū)用電難的問(wèn)題。鉛酸蓄電池作為太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，同時(shí)也得到了廣泛的應(yīng)用。For personal use only in study and research; not for commercial use目前國(guó)內(nèi)獨(dú)立光伏電站或小型戶用太陽(yáng)能電源使用的蓄電池大多是通訊用的密封型鉛酸蓄電

2、池，但是，太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)用的蓄電池與通信系統(tǒng)的蓄電池在使用特點(diǎn)上存在較多的差異，具體如下表：光伏用的鉛酸蓄電池通訊用的鉛酸蓄電池1每天循環(huán)：白天充電、晚上放電；備用為主，平時(shí)在市電正常時(shí)為浮充狀態(tài)；2陰雨天或光照/、足時(shí),電池處于欠充電狀態(tài)；而光照充足時(shí)，可能處于過(guò)充電狀態(tài)；電池放電后的充電采用開(kāi)關(guān)電源進(jìn) 行，可以完全充電，充電電流及電 壓均穩(wěn)定；有精確的控制電池充電 過(guò)程的電源設(shè)備；3放電電流較??；放電深度人電池放電電流一般在0.05C0.25C ,比較大；電池的放 電深度一般為540% ;4環(huán)境溫度變化大：白天、黑夜、冬季、夏天，一般沒(méi)有溫度調(diào)節(jié)設(shè)施；環(huán)境溫度發(fā)化較小，一般室內(nèi)啟空調(diào)裝置；

3、使用特點(diǎn)上的差異造成獨(dú)立光伏系統(tǒng)中的蓄電池頻繁失效，使用壽命大大低于設(shè)計(jì)壽命，運(yùn)行成本也水漲船高，光伏系統(tǒng)集成商和用戶的利益受到了極大的 損害，該問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó)數(shù)百個(gè)獨(dú)立光伏電站中最常見(jiàn)的問(wèn)題之一。目前，許多國(guó)內(nèi)蓄電池企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到了該問(wèn)題， 改進(jìn)了鉛酸蓄電池的合金配方、 鉛膏配 方、電解液、化成工藝以及固化工藝，生產(chǎn)出了光伏系統(tǒng)專用鉛酸蓄電池，但是 由于國(guó)內(nèi)還沒(méi)有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量性能方面的評(píng)價(jià)， 使該產(chǎn)品受到 了極大的限制，其生產(chǎn)和推廣不甚理想。因此，為了保證光伏系統(tǒng)專用鉛酸蓄電池的質(zhì)量， 促進(jìn)優(yōu)質(zhì)光伏專用蓄電池 的應(yīng)用，使我國(guó)的獨(dú)立光伏系統(tǒng)更好地為無(wú)電地區(qū)的人民服務(wù)，由北京鑒

4、衡認(rèn)證中心牽頭，山東圣陽(yáng)電源實(shí)業(yè)有限公司、信息產(chǎn)業(yè)部化學(xué)物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督 檢驗(yàn)中心、信息產(chǎn)業(yè)部郵電工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心共同編寫(xiě)了此認(rèn)證技術(shù)規(guī) 范。（二）與相關(guān)法律法規(guī)的關(guān)系；本認(rèn)證技術(shù)要求的制訂符合國(guó)家現(xiàn)行法律法規(guī)的規(guī)定。（三）與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系，以及存在的差異及理由；不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有光伏用鉛酸蓄電池的專用標(biāo)準(zhǔn)，主要參照的是YD/T799-2002通信用閥控密封鉛酸蓄電池，該標(biāo)準(zhǔn)池的檢測(cè)要求是與通信系統(tǒng)的使用特點(diǎn)相關(guān)的，用于評(píng)價(jià)光伏系統(tǒng)鉛酸蓄電池存在兩個(gè)明顯缺陷：1 壽命試驗(yàn)方法不適用YD/T799 壽命試驗(yàn)的檢測(cè)有兩種方法，一種是過(guò)充電壽命，是檢測(cè)在過(guò)充電狀態(tài)

5、下的板柵腐蝕速度；另一種是高溫加速浮充壽命，是檢測(cè)電池在55 條件下的壽命，也是對(duì)電池板柵的一種耐腐蝕性的檢測(cè)，這是對(duì)典型的備用狀態(tài)的檢測(cè)方法，對(duì)于光伏用的蓄電池并不適用。2 缺少充電效率試驗(yàn)光伏系統(tǒng)中的蓄電池在應(yīng)用過(guò)程中常常遇到欠充電和過(guò)充電的情況，因此，蓄電池的充電效率（即在欠充電狀態(tài)下的充電恢復(fù)能力和過(guò)充電狀態(tài)下的耐過(guò)充電能力）是非常重要的，而YD/T799 中并沒(méi)有對(duì)此進(jìn)行要求。因此，參照了國(guó)際光伏認(rèn)證體制（ PVGAP） 頒布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)用鉛酸蓄電池技術(shù)條件（ PVRS5A Lead-acid batteries for solar photovoltaicenergy

6、 systems-Generalrequirements and methods of test for modified automotive batteries）， 該認(rèn)證技術(shù)規(guī)范彌補(bǔ)了YD/T799 存在的不足。首先，切合光伏用蓄電池的使用特點(diǎn)，即小電流循環(huán)且常處于欠電狀態(tài)，規(guī)定了循環(huán)耐久試驗(yàn)（壽命試驗(yàn)）的試驗(yàn)方法和判定準(zhǔn)則，另外，規(guī)定了充電效率試驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目，用以測(cè)量蓄電池在不同荷電水平下蓄電池的效率。（四）參與制定認(rèn)證技術(shù)規(guī)范的各方的情況；標(biāo)準(zhǔn)起草小組的成員單位介紹如下：1. 北京鑒衡認(rèn)證中心是經(jīng)國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)批準(zhǔn)，由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院組建，專業(yè)從事新能源和可再生能源產(chǎn)品標(biāo)

7、準(zhǔn)研究的第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)。目前中心開(kāi)展的主要認(rèn)證產(chǎn)品包括：太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品、太陽(yáng)能熱水器和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備等產(chǎn)品。2. 山東圣陽(yáng)電源實(shí)業(yè)有限公司山東圣陽(yáng)電源實(shí)業(yè)有限公司是國(guó)內(nèi)最早集研制、開(kāi)發(fā)、 生產(chǎn)、 經(jīng)營(yíng)于一體的專業(yè)生產(chǎn)閥控式密封鉛酸蓄電池系列產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)，是中國(guó)電工器材協(xié)會(huì)鉛酸蓄電池專業(yè)分會(huì)會(huì)員，中國(guó)電源學(xué)會(huì)會(huì)員，信息產(chǎn)業(yè)部通訊電源情報(bào)網(wǎng)成員、中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)會(huì)員。公司現(xiàn)有年生產(chǎn)能力為120 萬(wàn) KVAh 。3. 信息產(chǎn)業(yè)部化學(xué)物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心信息產(chǎn)業(yè)部化學(xué)物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心是掛靠在中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所的部署行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，業(yè)務(wù)上接受信息產(chǎn)業(yè)部科

8、技司領(lǐng)導(dǎo)。該實(shí)驗(yàn)室是國(guó)家“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池測(cè)試評(píng)估機(jī)構(gòu)，是鐵道部指定蓄電池檢驗(yàn)單位，是世界四個(gè)具有光伏計(jì)量基準(zhǔn)標(biāo)定資格的實(shí)驗(yàn)室之一。4. 信息產(chǎn)業(yè)部郵電工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心是信息產(chǎn)業(yè)部直屬的通信產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，不僅承擔(dān)通信產(chǎn)品的質(zhì)量認(rèn)證、 進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)工作，同時(shí)也承擔(dān)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局下達(dá)的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)和質(zhì)量抽查任務(wù)。另外，強(qiáng)調(diào)一下PVGAP 這個(gè)組織。PVGAP 是一個(gè)非盈利性的、知名的、權(quán)威國(guó)際光伏認(rèn)證組織，其主要致力于促進(jìn)光伏行業(yè)健康發(fā)展。該組織匯集了國(guó)際上的光伏專家組成技術(shù)委員會(huì)，制定了大量的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，目前已頒布了14 個(gè)推薦性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容包括：光伏系統(tǒng)、平衡

9、部件 （控制器、逆變器和蓄電池）、 不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考光伏組件，這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)部分已被國(guó)際電工委員會(huì)電工產(chǎn)品合格測(cè)試與認(rèn)證組織 (IECEE)所采用。另外，PVGAP得到了世界銀行的支持，認(rèn)證結(jié)果被世行所認(rèn)可。(五)制定原則、確定主要內(nèi)容的依據(jù)和驗(yàn)證情況；標(biāo)準(zhǔn)起草小組在制定此認(rèn)證技術(shù)規(guī)范的原則是光伏用蓄電池的應(yīng)用特點(diǎn)，全面評(píng)價(jià)產(chǎn)品的使用性能和安全要求，主要技術(shù)內(nèi)容參考了PVGAP的PVRS5A,并在2007年4月，按照此標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)5個(gè)新加坡地區(qū)的光伏系統(tǒng)用鉛酸蓄電池進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn) PVRS5A中的“循環(huán)耐久試驗(yàn)”試驗(yàn)方法和條件存在 一定問(wèn)題，原因是：PVRS5A要求的放電方式是

10、以0.1C放電至1.80V/單體，屬于100%的DOD循環(huán)，對(duì)于鉛酸電池來(lái)說(shuō)，這種放電方式需要較長(zhǎng)時(shí)間的充電，方可保證電池具有良好的循環(huán)性能；但 PVGAP的充電方式是以0.1限流14.5V包壓，電池到達(dá)14.5V后保持充電30min ,充電結(jié)束。這種方式充電時(shí)間太短， 電池會(huì)長(zhǎng)時(shí)間處于嚴(yán)重的充電不足狀態(tài)，造成電池容量快速衰減，失去了循環(huán)測(cè)試的意義。因此，標(biāo)準(zhǔn)起草小組主要對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了攻關(guān)， 最后對(duì)原試驗(yàn)項(xiàng)目中的放電 電流、荷電水平和循環(huán)次數(shù)進(jìn)行了修改，依據(jù)的原則如下：1 .在新標(biāo)準(zhǔn)中采用0.2C放電，而不是采用鉛酸電池常用的0.1C,這是參考 了歐洲光伏使用的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。如下圖所示：00&qu

11、ot;】一 umhnQ-0.510【一一cOJtnu Q5O 505 口 3。0505 2.t1().,-0*7*7-22.lL&-15mean cell voltage V圖中class 4是帶有柴油機(jī)組或者其他動(dòng)力裝置的光伏蓄電池的充放電統(tǒng)計(jì) 結(jié)果，最大放電和充電電流在1.52.0I10之間，所以起草下組在修改意見(jiàn)中采 用了 0.2C(2.0I 10)作為放電電流，這是考慮到光伏電池的實(shí)際應(yīng)用情況。2 .起草小組將循環(huán)SOC定在95%的原因，也是考慮到光伏蓄電池通常不是 滿電態(tài)使用，小組認(rèn)為95 % SOC對(duì)于深循環(huán)電池是正常使用狀態(tài)，但是保留了 SOC為100%的設(shè)置以便于其他非

12、深循環(huán)電池選用。4 .循環(huán)次數(shù)設(shè)置為55-60次的原因，通常認(rèn)為一次完整循環(huán)大致相當(dāng)于 15-20次淺循環(huán)，而光伏蓄電池大部分使用都是淺循環(huán)，55-60次完整循環(huán)大致 相當(dāng)于1000次左右的淺循環(huán)，接近 VRLA的淺循環(huán)壽命。該修改意見(jiàn)經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)專家討論后決定采用，標(biāo)準(zhǔn)起草小組還將此意見(jiàn)上報(bào)道 PVGAP,經(jīng)過(guò)其專家組的討論，修改意見(jiàn)已被接受。此舉使得制定此認(rèn)證技術(shù) 規(guī)范的積極作用不僅局限在我國(guó)，在世界范圍內(nèi)也起到了積極的影響。（六）標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程；2007年4月初，鑒衡認(rèn)證中心組建了光伏蓄電池的起草小組，并召開(kāi)了第 一次會(huì)議，討論了本標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容和定位問(wèn)題， 制定了工作計(jì)劃，同時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn) 起草組

13、各成員的工作進(jìn)行了分工；2007年4月23日，標(biāo)準(zhǔn)起草小組完成草稿，并對(duì)一家新加坡公司的五個(gè)樣品按照草稿進(jìn)行了驗(yàn)證檢測(cè)，項(xiàng)目完成后，起草小組認(rèn)為原標(biāo)準(zhǔn)中第17章“循環(huán)耐久試驗(yàn)”方法和判定條件顯然不適合，需要重新協(xié)調(diào)，進(jìn)行集體攻關(guān)。2007年5月31日，標(biāo)準(zhǔn)小組邀請(qǐng)有關(guān)專家對(duì)4種循環(huán)耐久試驗(yàn)的替代方法 進(jìn)行討論，4種方法如下：1 .北京鑒衡認(rèn)證中心提出：“放電：以0.3C放電至1.60V/單體；充電： 以0.3C限流2.35V/單體恒壓充電6 h ;結(jié)束條件：每30次進(jìn)行一次容量 檢查，檢測(cè)前對(duì)電池進(jìn)行完全充電，容量低于額定值的80 %為終止；合格次數(shù)： 120 次。”2 .山東圣陽(yáng)電源實(shí)業(yè)有限

14、公司提出：“放電：以 0.1C放電至1.80V/單體； 充電：以0.15C限流2.35V/單體恒壓充電10h;結(jié)束條件：放電時(shí)間低于5h ;合 格次數(shù)：100次?！? .信息產(chǎn)業(yè)部郵電工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心提出：“1h率容量合格的電池在55 oC±2 oC環(huán)境中以浮充電壓連續(xù)充電42d。42d后取出放置24h ,在25 oC±2 oC環(huán)境中作1h率放電。作2個(gè)循環(huán)以后其容量低于9598 %的容量， 可以認(rèn)為電池質(zhì)量有問(wèn)題?！? .信息產(chǎn)業(yè)部化學(xué)物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心提出：“對(duì)電池進(jìn)行包流（廠家推薦充電電流）包壓（14.4V）充電，電壓達(dá)到14.4V之后，包壓充電不得

15、用于商業(yè)用途12小時(shí)。此時(shí)，電池為完全充電。電池再以 0.2C放電到10.8V （SOC=0% ）, 擱置1小時(shí)后，電池再次（廠家推薦充電電流）包壓（14.4V）充電，直到充電容量等于上一步驟的放電容量（此時(shí)，SOC = 100%）。連續(xù)記錄充電電流，根 據(jù)電流和充電容量計(jì)算SOC。做出充電電流-SOC曲線；確定充電方法，首先確定SOC,（通常我們?cè)O(shè)定在SOC=95% ,也可以設(shè)定100%）,在充電電流SOC曲線上讀取95%SOC （或者100%SOC）對(duì)應(yīng)的充電電流值，然后充電方法就確定為恒流（廠家提供），包壓14.4V,直到電流小于上面得到的那個(gè)電流值為止；按上面方法充電，然后以 0.2C

16、放電到10.8V,不斷重復(fù)，進(jìn)行55-60個(gè)循環(huán)測(cè)試；判定：循環(huán)試驗(yàn)后，蓄電池容量衰減不得超過(guò) 30%?！睍?huì)上有關(guān)專家經(jīng)過(guò)討論后認(rèn)為，新制定的試驗(yàn)條件不應(yīng)背離原標(biāo)準(zhǔn)的初衷，要體現(xiàn)“加速試驗(yàn)”的特點(diǎn)，試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)應(yīng)當(dāng)不能與原標(biāo)準(zhǔn)要求差距過(guò)大。所 以，信息產(chǎn)業(yè)部化學(xué)物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心提出的檢測(cè)方法更加科學(xué)有效，會(huì)議決定采用該方法。2007年6月15日，起草小組對(duì)修改部分進(jìn)行進(jìn)一步完善后，形成征求意見(jiàn) 稿。2007年7月15日，起草小組完成了意見(jiàn)的收集，對(duì)征求意見(jiàn)稿進(jìn)行部分文 字改動(dòng)后，完成最終報(bào)批稿。北京鑒衡認(rèn)證中心2007年7月僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Stu