太陽能光伏電源系統(tǒng)蓄電池組培訓教材

1、太陽能光伏電源系統(tǒng)蓄電池組培訓教材蓄電池組是光伏電站的貯能裝置，由它將太陽能電池方 陣從太陽輻射能轉換來的直流電轉換為化學能貯存起來，以 供應用。光伏電站中與太陽能電池方陣配用的蓄電池組通常是在 半浮充電狀態(tài)下長期工作，它的電能量比用電負荷所需要的 電能量要大，因此，多數(shù)時間是處于淺放電狀態(tài)。當冬季和 連陰天由于太陽輻射能減少，而出現(xiàn)太陽能電池方陣充電不 足的情況時，可啟動光伏電站備用電源 柴油發(fā)電機組給蓄 電池組補充充電，以保持蓄電池組始終處于淺放電狀態(tài)。固 定式鉛酸蓄電池性能優(yōu)良、質量穩(wěn)定、容量較大、價格較低 是我國光伏電站目前選用的主要貯能裝置。 鉛酸蓄電池的結構及工作原理： 鉛酸蓄電池

2、的結構 鉛酸蓄電池主要由正極板組、負極板組、隔板、容器、 電解液及附件等部分組成。極板組是由單片極板組合而成， 單片極板又由基極 （又叫極柵 ）和活性物質構成。鉛酸蓄電池 的正負極板常用鉛銻合金制成，正極的活性物是二氧化鉛， 負極的活性物質是海綿狀純鉛。極板按其構造和活性物質形成方法分為涂膏式和化成 式。涂膏式極板在同容量時比化成式極板體積小、重量輕、 制造簡便、 價格低廉， 因而使用普遍 ;缺點是在充放電時活性 物質容易脫落，因而壽命較短?；墒綐O板的優(yōu)點是結構堅 實，在放電過程中活性物質脫落較少，因此壽命長；缺點是 笨重，制造時間長，成本高。隔板位于兩極板之間，防止正 負極板接觸而造成短路

3、。材料有木質、塑料、硬橡膠、玻璃 絲等，現(xiàn)大多采用微孔聚氯乙烯塑料。電解液是用蒸餾水稀釋純濃硫酸而成。其比重視電池的使用方式和極板種類而定，一般在1.2001.300(25 C )之間(充電后 )。容器通常為玻璃容器、 襯鉛木槽、 硬橡膠槽或塑料槽等。 鉛酸蓄電池的工作原理蓄電池是通過充電將電能轉換為化學能貯存起來，使用 時再將化學能轉換為電能釋放出來的化學電源裝置。它是用 兩個分離的電極浸在電解質中而成。由還原物質構成的電極 為負極。由氧化態(tài)物質構成的電極為正極。當外電路接近兩 極時，氧化還原反應就在電極上進行，電極上的活性物質就 分別被氧化還原了，從而釋放出電能，這一過程稱為放電過 程。放

4、電之后，若有反方向電流流入電池時，就可以使兩極 活性物質回復到原來的化學狀態(tài)。這種可重復使用的電池， 稱為二次電池或蓄電池。如果電池反應的可逆變性差，那么 放電之后就不能再用充電方法使其恢復初始狀態(tài)，這種電池稱為原電池電池中的電解質，通常是電離度大的物質，一般是酸和 堿的水溶液，但也有用氨鹽、熔融鹽或離子導電性好的固體 物質作為有效的電池電解液的。以酸性溶液（常用硫酸溶液 ）作為電解質的蓄電池，稱為酸性蓄電池。鉛酸蓄電池視使用 場地，又可分為固定式和移動式兩大類。鉛酸蓄電池單體的 標稱電壓為 2V 。實際上，電池的端電壓隨充電和放電的過 程而變化。鉛酸蓄電池在充電終止后，端電壓很快下降至 2.

5、3 伏左 右。放電終止電壓為 1.7 1.8 伏。若再繼續(xù)放電，電壓急劇 下降 ,將影響電池的壽命。鉛酸蓄電池的使用溫度范圍為 40C 40 C。鉛酸蓄電池的安時效率為85%- 90%，瓦時效率為 70 % ，它們隨放電率和溫度而改變。凡需要較大功率并有充電設備可以使電池長期循環(huán)使 用的地方， 均可采用蓄電池。 鉛酸蓄電池價格較廉 ,原材料易 得,但維護手續(xù)多，而且能量低。堿性蓄電池,維護容易，壽命較長 ,結構堅固，不易損壞，但價格昂貴，制造工藝復雜。 從技術經(jīng)濟性綜合考慮，目前光伏電站應以主要采用鉛酸蓄 電池作為貯能裝置為宜。 蓄電池的電壓、容量和型號： 蓄電池的電壓：蓄電池每單格的標稱電壓

6、為 2 伏，實際電壓隨充放電的 情況而變化。充電結束時，電壓為 2.52.7 伏，以后慢慢地 降至 2.05 伏左右的穩(wěn)定狀態(tài)。如用蓄電池做電源， 開始放電時電壓很快降至 2 伏左右， 以后緩慢下降， 保持在 1.92.0 伏之間。當放電接近結束時， 電壓很快降到 1.7 伏；當電壓低于 1.7 伏時，便不應再放電， 否則要損壞極板。 停止使用后， 蓄電池電壓自己能回升到 1.98 伏。 蓄電池的容量：鉛酸蓄電池的容量是指電池蓄電的能力，通常以充足電 后的蓄電池放電至端電壓到達規(guī)定放電終了電壓時電池所 放出的總電量來表示。在放電電流為定值時，電池的容量用 放電電流和時間的乘積來表示， 單位是安

7、培小時， 簡稱安時。蓄電池的 “標稱容量 ”是在蓄電池出廠時規(guī)定的該蓄電 池在一定的放電電流及一定的電解液溫度下單格電池的電 壓降到規(guī)定值時所能提供的電量。蓄電池的放電電流常用放電時間的長短來表示（即放電速度），稱為 “放電率 ”，如 30、20、10小時率等。其中以 20 小時率為正常放電率。所謂 20 小時放電率，表示用一定的電流放電，20小時可以放出的額定容量。通常額定容量用字母"C"表示。因而C20表示20小時放電率，C30表示30小時 放電率。 蓄電池的型號：鉛酸蓄電池的型號由三個部分組成：第一部分表示串聯(lián)的單體電池個數(shù)；第二部分用漢語拼音字母表示的電池類型 和特

8、征；第三部分表示 20小時率干荷電式（C20）的額定容 量。例如"6-A-60"型蓄電池，表示6個單格（即12伏）的干荷 電式鉛酸蓄電池，標稱容量為60安時。電解液的配制：電解液的主要成份是蒸餾水和化學純硫酸。硫酸是一種 劇烈的脫水劑，若不小心，濺到身上會嚴重腐蝕人的衣服和 皮膚，因此配制電解液時必須嚴格按照操作規(guī)程進行。 配制電解液的容器及常用工具：配制電解液的容器必須用耐酸耐高溫的瓷、陶或玻璃容器，也可用襯鉛的木桶或塑料槽。除此之外，任何金屬容器都不能使用。攪拌電解液時只能用塑料棒或玻璃棒，不可用金123屬棒攪拌。 為了準確地測試出電解液的各項數(shù)據(jù) ,還需幾種專 用工具。電液比重計：電液比重計是測量電解液濃度的一種儀器。它由 1 橡皮 球、2 玻璃管、 3 密度計和 4 橡皮插頭構成。使用電液比重計時 ,先把橡皮球壓扁排出空氣 ,將橡皮管 頭插入電解液中，慢慢放松橡皮球將電解液吸入玻璃管內。 吸入的電解液以能使管內的密度計浮起為準。測量電解液的 濃度時 , 溫度計應與電解液面相互垂直, 觀察者的眼睛與液面平齊 , 并注意不要使密度計貼在玻璃管壁上；觀察讀數(shù)時,應當略去由于液面張力使表面扭曲而產(chǎn)生的讀數(shù)誤差。 常用帶膠球密度計的測量范圍在1.1001.300 之間 ,準確度可達1%o。溫