蚌埠市政太陽能路燈廠家

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太陽能路燈蓄電池實(shí)際能量為一定放電條件下的實(shí)際容量CR與平均工作電壓UR的乘積，實(shí)際中，常用比能量來比較不同的莆電池系列。比能量是蓄電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的電能。比能量也有理論比能量和實(shí)際比能量之分。前者指lkg蓄電池反應(yīng)物質(zhì)完全放電時(shí)理論上所能輸出的能量；后者為lkg蓄電池反應(yīng)物質(zhì)所能輸出的實(shí)際能量。由于各種因素的影響，蓄電池的實(shí)際比能量遠(yuǎn)小于理論比能量<實(shí)際比能量和理論比能量)式中，Ku為電壓效率；iCR為反應(yīng)效率；為質(zhì)景效率。電壓效率是指蓄電池的工作電壓U與電動(dòng)勢E的比值。蓄電池放電時(shí)，由于電化學(xué)極化、濃差極化和歐姆壓降，工作電壓小于電動(dòng)勢，4反應(yīng)效率表示活性物質(zhì)的利用率。效率為蓄電池中存在一些不參加成流反應(yīng)但又是必須要的物質(zhì)與活性物質(zhì)的比值。一般希望減小前者物質(zhì)所占比例，提高后者所占比例。⑥蓄電池功率與比功率，蓄電池的功率是指蓄電池在一定放電制度下，單位時(shí)間內(nèi)所給出能量的大小，單位為W(瓦）或kW(千瓦）。單位質(zhì)量蓄電池所能給出的功率稱為比功率，單位為W/kg或kW/kg。比功率也是蓄電池重要的性能指標(biāo)之一。蓄電池比功率越大，表示可以承受的放電電流越大。瘩電池的比能最和比功率性能是光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行蓄電池選型時(shí)的重要參數(shù)。因?yàn)樾铍姵匾c光伏電池陣列和用電負(fù)載裝置相匹配。最終確定選用蓄電池的類型時(shí)還要考慮質(zhì)量、體積、比能量、使用的溫度范圍和價(jià)格等因素。⑦蓄電池的褕出效率蓄電池的輸出效率也稱為充電效率。光伏發(fā)電系統(tǒng)中的蓄電池是一個(gè)能貴儲(chǔ)存器，充電時(shí)把光伏陣列發(fā)出的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存起來，放電時(shí)再把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌敵龉┯秒娖魇褂?。光伏發(fā)電系統(tǒng)所選擇的蓄電池應(yīng)為可逆的蓄電池。實(shí)際的蓄電池都不能作為理想的儲(chǔ)能器，在工作過程中必有一定的能量消耗，通常用容量輸出效率和能里輸出效率來表示。容最輸出效率V——指蓄電池放電時(shí)輸出的電量與充電時(shí)輸人的電量之比，即式中，Cdi，為放電時(shí)輸出的電童；Cth為充電時(shí)輸人的電量。影響蓄電池容量輸出效率的主要因素是蓄電池內(nèi)部的各種負(fù)反應(yīng)，如當(dāng)蓄電池充電時(shí)，有一部分電量消耗在水的分解上；同時(shí)，由于蓄電池內(nèi)部的自放電電極活性物質(zhì)的脫落、活性物質(zhì)結(jié)塊、孔率收縮等也會(huì)降低容景輸出，因此，充人的電量難以全部輸出。能童輸出效率——也稱為電能效率，指蓄電池放電時(shí)輸出的能量與充電時(shí)輸人的能最之比，為放電時(shí)輸出的能量;為充電時(shí)輸人的能量。影響能童輸出效率的主要原因是蓄電池存在的內(nèi)阻。內(nèi)阻使充電電壓增加，放電電壓降低，并且內(nèi)阻消耗的這部分能以熱的形式釋放。光伏發(fā)電系統(tǒng)中要特別注意蓄電池的散熱。



太陽能路燈蓄電池基本特性，蓄電池的基本特性直接影響光伏發(fā)電系統(tǒng)，配有蓄電池的光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性很大程度t由蓄電池的特性所決定。掌捤好蓄電池的基本特性是對光伏發(fā)電系統(tǒng)有效使用的另一前提條件。①蓄電池的自放電，蓄電池的自放電是指蓄電池在獨(dú)立存貯期間容量逐漸減少的現(xiàn)象。蓄電池在不帶任何負(fù)荷時(shí)由于自放電而使容量損失，直至容量為零。由于負(fù)極活性物質(zhì)多為活潑的金屬粉末電極，在電解液中其電勢常比氫電勢更負(fù)，可發(fā)生轉(zhuǎn)換氫氣的化學(xué)反應(yīng)，因此自放電通常發(fā)生在蓄電池的負(fù)極。例如，若在電極中存在著比氫電勢低的金屬雜質(zhì)，這些雜質(zhì)與負(fù)極活性物質(zhì)能夠組成腐蝕性微蓄電池，結(jié)果負(fù)極h的金屬自溶解，并相伴有氫氣析出，從而使容童減少。同樣，若在電解液中存在雜質(zhì)，它起著同樣的不利作用。另一方面，正極的自放電不大。但是正極為強(qiáng)氧化劑，如果在電解液中或隔膜h存在易于被氧化的雜質(zhì)，也會(huì)引起正極活性物質(zhì)的還原，從而減少容最。蓄電池能用充電方法恢復(fù)容量。一般情況下，堿性蓄電池的電荷保持能力優(yōu)于酸性蓄電池。②使用壽命，蓄電池的有效壽命期限稱為使用壽命。當(dāng)蓄電池發(fā)生內(nèi)部短路或外部損壞而不能使用.使蓄電池使用失效，這時(shí)蓄電池的使用壽命終止。蓄電池的使用壽命包括使用期限和使用周期。使用期限指包括蓄電池存放時(shí)間在內(nèi)的蓄電池可供使用的時(shí)間；使用周期則指蓄電池可以重復(fù)使用的次數(shù)。例如典型堿性蓄電池壽命規(guī)定：在環(huán)境溫度20士5°C下，全充全放的循環(huán)次數(shù)大于900次；采用浮充方式時(shí)，使用壽命可達(dá)15～20年。光伏發(fā)電系統(tǒng)中的蓄電池使用壽命是光伏系統(tǒng)壽命的決定因素。蓄電池每經(jīng)受一次全充電和全放電過程稱之為一個(gè)周期或一個(gè)循環(huán)。蓄電池的壽命有效期限包括所經(jīng)受的循環(huán)壽命。若以循環(huán)方式來考核壽命，目前常用的蓄電池中，鋅銀蓄電池壽命最短，一般只有30～500次；鉛酸蓄電池為300～500次；堿性鎘鎳蓄電池最長，為500～1000次循環(huán)。蓄電池壽命結(jié)束的主要原因分為兩種：一是其容量逐漸下降。引起容量衰退的主要因素有：蓄電池內(nèi)部的活性物質(zhì)晶型改變，活性物質(zhì)膨脹和脫落，蓄電池骨架或基板腐蝕等》二是內(nèi)部短路，比如隔膜物質(zhì)的降解老化而穿孔，活性物質(zhì)的脫落和膨脹使兩極短接，充電過程中生成枝晶穿透隔膜等都可能引起蓄電池內(nèi)部短路。③蓄電池的運(yùn)行方式，根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)使用要求，可將多個(gè)同塑號蓄電池串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)構(gòu)成蓄電池組。蘺電池組主要有三種方式運(yùn)行：循環(huán)充放電制、定期浮充制和連續(xù)浮充制。



①太陽能路燈蓄電池的充電，充電是蓄電池得以可持續(xù)工作的重要手段，也是獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)得以持續(xù)工作的必備條件。充電設(shè)備和充電技術(shù)是做好充電工作的重要技術(shù)基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的充電方式可分為恒流充電、恒壓充電及其他變型。恒流充電，恒流充電方式是一直以恒定不變的電流進(jìn)行充電，該電流采用控制充電器的辦法來達(dá)到。這種通過控制充放電器維持電流的方法操作簡單、方便，易于做到。該充電方法特別適合于由多個(gè)蓄電池串聯(lián)的蓄電池組。要使蓄電池放電慢，且其容量易于恢復(fù)，最好采用這種小電流長時(shí)間的充電模式。恒流充電方式的不足是：開始充電階段恒流值比可充值小，在充電后期恒流值又比可充值大；整個(gè)充電時(shí)間長，析出氣體多，對極板沖擊大，能耗高，充電效率不超過65%,—般免維護(hù)的蓄電池不宜于使用此方法?由于這個(gè)缺點(diǎn)，實(shí)際中已很少使用這種方法，除非蓄電池需要長時(shí)間小電流進(jìn)行活化充電。這種充電方法的充電時(shí)間一般在15小時(shí)以上。分段恒流充電是恒流充電的一種變型。該方法是在充電后期把電流減小，以避免充電后期電流過大。通常擇照光伏發(fā)電系統(tǒng)的要求以及蓄電池的特性來確定充電電流的大小、時(shí)間、轉(zhuǎn)換電流的時(shí)刻以及充電終止的判斷依據(jù)等。恒壓充電，該法主要針對每只單體蓄電池以某一恒定電壓進(jìn)行充電。充電初期電流非常大，隨著充電進(jìn)行，電流逐漸減小，在充電終期只有很小的電流通過。此方法較簡單，充電過程中不需要調(diào)整電流。充電過程中析氣量小，充電時(shí)間短，能耗低，充電效率可達(dá)80%。如充電電壓選擇得當(dāng)，可在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成充電。其缺點(diǎn)是：在充電初期，如果蓄電池放電深度過深，充電電流會(huì)很大，不僅危及充電器的安全，蓄電池也可能因過流而受到損傷；另一方面，如果充電電壓選擇過低，后期充電電流又過小，充電時(shí)間過長，不適宜串聯(lián)數(shù)量多的蓄電池組充電；同時(shí)，蓄電池端電壓的變化很難補(bǔ)償，充電過程中對低電壓蓄電池的完全充電也很難完成。恒電壓充電一般應(yīng)用在蓄電池組電壓較低的場合。恒壓限流，采用恒壓限流的方法主要為補(bǔ)救恒壓充電的缺點(diǎn)。在光伏系統(tǒng)的充放電器與蓄電池之間串聯(lián)一個(gè)電阻。當(dāng)電流大時(shí)，其上的電壓降也大，從而減小了充電壓；當(dāng)電流小時(shí)，由T電阻I:的電壓降也很小，充電器輸出電壓降損失就小。這樣就自動(dòng)調(diào)整了充電電流，使之不超過某個(gè)限度，充電初期的電流得到控制。該方法的缺點(diǎn)是串連電阻將消耗部分電能。.快速充電，快速充電一般是使電流以脈沖方式輸給蓄電池，并隨著充電時(shí)間的延續(xù)，蓄電池有一個(gè)時(shí)間的大電流放電，使其電極去極化。它能在短時(shí)間內(nèi)將蓄電池充足電，既不用恒流大電流，也不用較高的恒定電壓，后兩者都會(huì)使蓄電池很快升溫，損傷電極和浪費(fèi)電能?？焖俪潆娪蓪Ｓ玫某潆娖魈峁┟}沖電流，它能保證充電時(shí)既不產(chǎn)生大量氣體又不發(fā)熱，從而達(dá)到縮短充電時(shí)間的目的?？焖俪潆娛枪夥l(fā)電系統(tǒng)中充電的主要模式之一。



蓄電池種類及其工作原理，常用蓄電池一般分為酸性蓄電池和堿性蓄電池兩大類。而隨著電儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，越來越多的儲(chǔ)能方式產(chǎn)生，如超導(dǎo)儲(chǔ)能、超級電容儲(chǔ)能、燃料電池等。根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際使用情況，與之配用的常見蓄電池一般有三種：鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池及其他現(xiàn)代蓄電裝置。酸性蓄電池結(jié)構(gòu)及原理，凡是以呈酸性水溶液作為電解質(zhì)的蓄電池統(tǒng)稱為酸性蓄電池。其中，以鉛酸蓄電池應(yīng)用最為普遍。典型鉛酸蓄電池由正、負(fù)極板，電解液和電解梢組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖6.3所示[23。其中，正極板的活性物質(zhì)是二氧化鉛（Pb02)，負(fù)極板的活性物質(zhì)是灰色海綿狀的金屬鉛（Pb)，電解液是濃度為27%～37%的硫酸水溶液。將金屬插人含有金屬鹽的溶液中時(shí)，由于荷電粒子在兩相之間的轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生了一定的界面電位差，這就形成了鉛酸蓄電池的電極電位。 圖6.3鉛酸蓄電池基本外形結(jié)構(gòu)具體來說，在番電池中注入一定濃度的電解液1.機(jī)殼,2.面板,3.正極性接線柱，后，正極板活性物質(zhì)金屬晶格上的原子因受到液相電解液K視窗,5.負(fù)極性接線柱中水分子的極化、吸引，最終有部分脫離晶格并以水合離子的狀態(tài)迸人溶液，同時(shí)，電解液中的金屬離子也部分地吸附到極板金屬的表面上來。負(fù)極板表面的活性物質(zhì)(Pb)發(fā)生溶解，產(chǎn)生鉛離子，其反映式如式(6.7)所示Pb—-Pb2++2e鉛離子(Pb2+)進(jìn)入電解液后，負(fù)極板表面積累了過剩的電子而呈負(fù)電。電解液中的Pb2+將又被吸引并分布在負(fù)極板表面。當(dāng)離開負(fù)極板和又沉積在負(fù)極板上的Pb2+相等時(shí)，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，這時(shí)負(fù)極板不再發(fā)生溶解。于是，在負(fù)極板與電解液間的界面層就形成一個(gè)類似電容器那樣的界面雙電層。因該雙層電位相反，故其間必然存在一定的界面電位差。顯然，發(fā)生在負(fù)極板和電解液周圍的電荷粒子溶解過程是溶液中的正離子被吸附的過程，在界面雙電層形成了蓄電池的負(fù)極電位。同時(shí)在正極板上，當(dāng)蓄電池中注入一定濃度的電解液后，正極板上的二氧化鉛(Pb02)與電解液中的水作用，生成氫氧化鉛（PWOH),)。氫氧化鉛是一種可以離解的不穩(wěn)定物質(zhì)，又生成了四價(jià)鉛離子。其反應(yīng)式為[2]Pb02+2H20—-Pb(OII)4Pb(OH),—-Pb<++40H-前面負(fù)極板的溶解過程相反，在正極板上，正離子Pb<+留在極板上，OFT以負(fù)離子的形式進(jìn)入溶液。由于極板表面積累了過剩的正離子而呈正電，在該極板表面形成的界面雙電層就形成蓄電池的正極電位。顯然，當(dāng)正、負(fù)極板和電解液組成一個(gè)蓄電池時(shí)，在正、負(fù)極板上各自形成了正、負(fù)電極電位。這種電極電位是由離子擴(kuò)散所引起的，是一個(gè)熱力學(xué)的不可逆過程。電解液的濃度一經(jīng)確定，電極電位隨之確定。整個(gè)蓄電池的電動(dòng)勢就是正負(fù)極板上所有界面電極電位的代數(shù)和。鉛酸蓄電池造價(jià)便宜、使用簡單、維修方便、原材料豐富，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，從而獲得大最使用。不足之處為體積較大，效率受環(huán)境溫度影響較大，R鉛為有毒物質(zhì)，有一定的危險(xiǎn)性。目前，光伏發(fā)電系統(tǒng)中所用的蓄電池仍主要以鉛酸蓄電池為主。

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