光伏蓄电池.ppt
《光伏蓄电池.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光伏蓄电池.ppt（98页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
7.3.2光伏蓄电池光伏蓄电池光伏系统光伏系统中中蓄电池蓄电池是用来储存电能的部是用来储存电能的部件。
在蓄电池中，电能被转化为化学能，件。
在蓄电池中，电能被转化为化学能，这就是蓄电池充电的过程这就是蓄电池充电的过程;当太阳能电池当太阳能电池给蓄电池充电完毕，负载开始用电的时候，给蓄电池充电完毕，负载开始用电的时候，蓄电池中的化学能就开始转换为电能，这蓄电池中的化学能就开始转换为电能，这就是蓄电池的放电过程。
就是蓄电池的放电过程。
v目前最常用的是目前最常用的是铅铅-酸蓄电池酸蓄电池和和碱性镍碱性镍-镉蓄电镉蓄电池池.v固定式铅固定式铅-酸蓄电池酸蓄电池性能稳定性能稳定,价格较低价格较低,容量容量较大较大,所以使用相当广泛所以使用相当广泛.密封铅密封铅-酸蓄电池酸蓄电池由由于具有不泄漏酸液于具有不泄漏酸液,运输和维护方便等优点运输和维护方便等优点,在在中小型光伏系统中普遍使用中小型光伏系统中普遍使用.v镍镍-镉蓄电池具有耐过充放镉蓄电池具有耐过充放,低温性能好低温性能好,循环循环寿命长等优点寿命长等优点,但是价格较高但是价格较高.所以一般只在为所以一般只在为重要负载供电的系统中使用重要负载供电的系统中使用.目前在光伏系统中常用的蓄电池基本上是目前在光伏系统中常用的蓄电池基本上是密封铅酸蓄密封铅酸蓄电池电池。
为什么。
为什么?
因为这种电池非常便宜因为这种电池非常便宜。
但是，因为这种电池是密封。
但是，因为这种电池是密封免维护的，与以往的开口式铅酸蓄电池相比，不能人免维护的，与以往的开口式铅酸蓄电池相比，不能人工加水、加酸工加水、加酸，并在线测试电池电解液的温度、比重、并在线测试电池电解液的温度、比重、电压来切实维护，所以这种铅酸密封免维蓄电池对电压来切实维护，所以这种铅酸密封免维蓄电池对充充电制度电制度和和放电制度放电制度要求极为精细严格，再也不能用过要求极为精细严格，再也不能用过去那种粗放式的简单充放电方法来管理蓄电池了，所去那种粗放式的简单充放电方法来管理蓄电池了，所以现在蓄电池技术专家们已经研究出更加科学安全的以现在蓄电池技术专家们已经研究出更加科学安全的充放电制度来，比如充放电制度来，比如PWM（脉宽调制脉宽调制）充电技术，就非充电技术，就非常好，而且充放电控制器也嵌入了单片计算机系统对常好，而且充放电控制器也嵌入了单片计算机系统对受控蓄电池组进行严密监控。
受控蓄电池组进行严密监控。
温度自动控制的化成冷却水槽温度自动控制的化成冷却水槽2V系列系列200AH单体单体v储能电池及器件是太阳能光伏发电系统不可储能电池及器件是太阳能光伏发电系统不可缺少的存储电能的部件。
缺少的存储电能的部件。
v其主要功能其主要功能是存储光伏发电系统的电能，并是存储光伏发电系统的电能，并在日照量不足、夜间以及应急状态时为负载在日照量不足、夜间以及应急状态时为负载供电。
供电。
v本章主要介绍太阳能光伏发电系统中常用的本章主要介绍太阳能光伏发电系统中常用的几种储能电池及器件，重点介绍在太阳能光几种储能电池及器件，重点介绍在太阳能光伏发电系统中大量使用的伏发电系统中大量使用的阀控型免维护铅酸阀控型免维护铅酸蓄电池蓄电池太阳能光伏发电系统对所用蓄电池组的太阳能光伏发电系统对所用蓄电池组的基本要求如下基本要求如下自放电率低。
自放电率低。
使用寿命长。
使用寿命长。
深放电能力强。
深放电能力强。
充电效率高。
充电效率高。
少维护或免维护。
少维护或免维护。
工作温度范围宽。
工作温度范围宽。
价格低廉。
价格低廉。
目前我国与太阳能光伏发电系统配套使用目前我国与太阳能光伏发电系统配套使用的蓄电池主要是的蓄电池主要是铅酸蓄电池铅酸蓄电池。
配套。
配套200Ah200Ah以上以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封免的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封免维护铅酸蓄电池；配套维护铅酸蓄电池；配套200Ah200Ah以下的铅酸蓄电以下的铅酸蓄电池，一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池。
池，一般选用小型密封免维护铅酸蓄电池。
铅酸蓄电池的结构和工作原理铅酸蓄电池的结构和工作原理1铅酸蓄电池的基本概念铅酸蓄电池的基本概念
（1）蓄电池充电。
蓄电池充电是指通过外电路给蓄电池蓄电池充电。
蓄电池充电是指通过外电路给蓄电池供电，使电池内发生化学反应，从而把电能转化成供电，使电池内发生化学反应，从而把电能转化成化学能而存储起来的操作过程。
化学能而存储起来的操作过程。
（2）过充电。
过充电的意思是指对已经充满电的蓄电池过充电。
过充电的意思是指对已经充满电的蓄电池或蓄电池组继续充电。
或蓄电池组继续充电。
（3）放电。
放电是指在规定的条件下，蓄电池向外电路放电。
放电是指在规定的条件下，蓄电池向外电路输出电能的过程。
输出电能的过程。
（4）自放电。
蓄电池的能量未通过外电路放电而自行减自放电。
蓄电池的能量未通过外电路放电而自行减少，这种能量损失的现象叫自放电。
少，这种能量损失的现象叫自放电。
（5）活性物质。
在蓄电池放电时发生化学反应从而产生活性物质。
在蓄电池放电时发生化学反应从而产生电能的物质，或者说是正极和负极存储电能的物质电能的物质，或者说是正极和负极存储电能的物质统称为活性物质。
统称为活性物质。
（6）放电深度。
放电深度。
v放电深度是指蓄电池在某一放电速率下，放电深度是指蓄电池在某一放电速率下，电池放电电池放电到终止电压时实际放出的有效容量与电池在该放电到终止电压时实际放出的有效容量与电池在该放电速率的额定容量速率的额定容量的的百分比百分比。
v放电深度和电池循环使用次数关系很大放电深度和电池循环使用次数关系很大，放电深度，放电深度越大，循环使用次数越少；放电深度越小，循环使越大，循环使用次数越少；放电深度越小，循环使用次数越多。
用次数越多。
v经常使电池深度放电，会缩短电池的使用寿命。
经常使电池深度放电，会缩短电池的使用寿命。
（7）极板硫化。
在使用铅酸蓄电池时要特别注意的是：
极板硫化。
在使用铅酸蓄电池时要特别注意的是：
电池放电后要及时充电电池放电后要及时充电，如果蓄电池长时期处于亏，如果蓄电池长时期处于亏电状态，电状态，极板就会形成极板就会形成PbS04晶体晶体，这种大块晶体，这种大块晶体很难溶解，无法恢复原来的状态，将会导致很难溶解，无法恢复原来的状态，将会导致极板硫极板硫化无法充电化无法充电。
（8）相对密度。
相对密度。
v相对密度是指相对密度是指电解液与水电解液与水的密度的比值。
的密度的比值。
v相对密度与温度变化有关，相对密度与温度变化有关，25时，充满电的电池时，充满电的电池电解液相对密度值为电解液相对密度值为1.265g/cm3，完全放电后降，完全放电后降至至1.120g/cm3。
v每个电池的电解液密度都不相同，同一个电池在不每个电池的电解液密度都不相同，同一个电池在不同的季节，电解液密度也不一样。
同的季节，电解液密度也不一样。
v大部分铅酸蓄电池的密度在大部分铅酸蓄电池的密度在1.11.3g/cm3范围内，范围内，充满电之后一般为充满电之后一般为1.23l.3g/cm3。
2铅酸蓄电池的基本结构铅酸蓄电池的基本结构v铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、电解质、隔板、铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、电解质、隔板、电池槽、电池盖、跨桥、安全阀、接线端子等组成。
电池槽、电池盖、跨桥、安全阀、接线端子等组成。
v电池可组装成电池可组装成2V、6V、12V等形式，等形式，电池每电池每2V为一为一个单位。
个单位。
（1）正极板。
正极板是指铅酸蓄电池的阳极板，是发生正极板。
正极板是指铅酸蓄电池的阳极板，是发生氧化反应的电极氧化反应的电极。
它是以结晶紧密、疏松多孔的。
它是以结晶紧密、疏松多孔的二二氧化铅氧化铅作为存储电能的活性物质，正常颜色为红褐作为存储电能的活性物质，正常颜色为红褐色。
铅酸蓄电池的每个单元也分为正极和负极，阳色。
铅酸蓄电池的每个单元也分为正极和负极，阳极是放电时的负极，充电时的正极。
极是放电时的负极，充电时的正极。
（2）负极板。
负极板是铅酸蓄电池的阴极，是发生负极板。
负极板是铅酸蓄电池的阴极，是发生还原还原反应的电极反应的电极。
它是以海绵状的。
它是以海绵状的金属铅金属铅作为存储电能作为存储电能的物质，正常颜色为深灰色。
负极板是放电时的正的物质，正常颜色为深灰色。
负极板是放电时的正极，充电时的负极。
极，充电时的负极。
（3）电解质。
铅酸蓄电池的电解液是电解质。
铅酸蓄电池的电解液是稀硫酸溶液稀硫酸溶液；胶体蓄电池的电解质是胶体蓄电池的电解质是一定浓度的硫酸和硅凝一定浓度的硫酸和硅凝胶胶的胶体电解质。
的胶体电解质。
电解质在铅酸蓄电池中的作用电解质在铅酸蓄电池中的作用是：
参加电化是：
参加电化学反应，传导溶液的正负离子，扩散极板在反学反应，传导溶液的正负离子，扩散极板在反应时产生的温度。
应时产生的温度。
电解质是影响电池容量和使用寿命的主要因素电解质是影响电池容量和使用寿命的主要因素。
（4）隔板。
隔板分为玻璃纤维隔板、微孔橡胶隔板、隔板。
隔板分为玻璃纤维隔板、微孔橡胶隔板、塑料隔板等。
塑料隔板等。
隔板的作用是吸收电解液，并将隔板的作用是吸收电解液，并将正负极板隔开而互不短路正负极板隔开而互不短路。
隔板可以防止极板。
隔板可以防止极板的弯曲和变形，防止活性物质的脱落，降低电的弯曲和变形，防止活性物质的脱落，降低电池的内阻。
池的内阻。
因此隔板材料要有足够的机械强度和多孔性；因此隔板材料要有足够的机械强度和多孔性；还要有良好的绝缘性能和耐酸性、亲水性。
还要有良好的绝缘性能和耐酸性、亲水性。
（5）电池槽、盖。
电池槽、盖就是蓄电泡的外壳。
它为电池槽、盖。
电池槽、盖就是蓄电泡的外壳。
它为整体结构，整体结构，壳内由隔壁分成壳内由隔壁分成3个或个或6个互不相通的单个互不相通的单格，格子底部有突起的筋条，用来搁置极板组格，格子底部有突起的筋条，用来搁置极板组。
筋。
筋条间的空隙用来堆放从极板上脱落下来的活性物质，条间的空隙用来堆放从极板上脱落下来的活性物质，以防止极板短路。
外壳材料要保证电池密封，有优以防止极板短路。
外壳材料要保证电池密封，有优良的耐腐蚀、耐热和耐机械力性能。
一般选用硬橡良的耐腐蚀、耐热和耐机械力性能。
一般选用硬橡胶或胶或ABS工程塑料。
工程塑料。
（6）跨桥。
跨桥的作用是跨桥。
跨桥的作用是并联电池单体的所有正负极板并联电池单体的所有正负极板，以确保电池的容量并传导电流。
跨桥的材料是耐腐以确保电池的容量并传导电流。
跨桥的材料是耐腐蚀铅合金。
蚀铅合金。
（7）安全阀。
安全阀的作用是维持电池正常的内安全阀。
安全阀的作用是维持电池正常的内部压力，防止外界空气和杂质的进入。
安全部压力，防止外界空气和杂质的进入。
安全阀一般用三元乙丙橡胶制作。
阀一般用三元乙丙橡胶制作。
（8）接线端子。
接线端子的作用是实现电池与外接线端子。
接线端子的作用是实现电池与外界的连接，传导电流。
接线端子的材质一般界的连接，传导电流。
接线端子的材质一般是铜材镀银。
是铜材镀银。
3.铅酸蓄电池的工作原理铅酸蓄电池的工作原理v铅酸蓄电池的工作过程就是通过电化学反应将电能铅酸蓄电池的工作过程就是通过电化学反应将电能转化为化学能，再将化学能转化为电能的过程，其转化为化学能，再将化学能转化为电能的过程，其电化学反应过程如下：
电化学反应过程如下：
v铅酸蓄电池在充电和放电过程中的可逆反应理论比铅酸蓄电池在充电和放电过程中的可逆反应理论比较复杂，目前公认的是较复杂，目前公认的是“双硫酸化理论双硫酸化理论”。
该理论。
该理论的含义为的含义为铅酸电池在放电后，两电极的活性物质和铅酸电池在放电后，两电极的活性物质和硫酸发生作用，均转变为硫酸化合物硫酸发生作用，均转变为硫酸化合物硫酸铅：
硫酸铅：
充电时又恢复为原来充电时又恢复为原来的铅和二氧化铅。
的铅和二氧化铅。
VRLA蓄电池又称蓄电池又称“贫液蓄电池贫液蓄电池”。
蓄电池采用负极。
蓄电池采用负极板富余容量设计板富余容量设计,使氢气析出时电位提高使氢气析出时电位提高,使正极出现使正极出现氧气先于负极出现氢气。
充电时氧气先于负极出现氢气。
充电时,正极析出的氧气正极析出的氧气,通通过玻璃纤维隔板传送到负极表面与氢气结合为水，从过玻璃纤维隔板传送到负极表面与氢气
升级会员 