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VRLA蓄電池在光伏系統(tǒng)的應(yīng)用 |
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[ 通信界 | 專網(wǎng)通信世界-中國(guó)電力通信網(wǎng) | www.k-94.cn | 2010/2/8 14:37:59 ]
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前言
中國(guó)幅員遼闊，人口分布不均，東密西疏，因地理環(huán)境和經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后等原因，造成一些地區(qū)的電力相對(duì)匱乏，國(guó)家電力電網(wǎng)無(wú)法覆蓋，無(wú)法集中供電，或者電網(wǎng)質(zhì)量不穩(wěn)定，給當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展，人民生活的改善造成一定的障礙。尤其在中國(guó)的北方、西北等地問(wèn)題尤為突出，迫切需要有適合當(dāng)?shù)貐^(qū)使用的穩(wěn)定可靠的電力系統(tǒng)。現(xiàn)在常用的單獨(dú)供電系統(tǒng)有發(fā)電機(jī)組、太陽(yáng)能系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)。
發(fā)電機(jī)組，以一次能源作為動(dòng)力源推動(dòng)內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)傳動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)做磁力線切割運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電能。而一次能源資源越來(lái)越稀少，價(jià)格越來(lái)越高，并且嚴(yán)重影響自然環(huán)境。
太陽(yáng)能系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)，以自然界取之不盡用之不完的光能、風(fēng)能作為能量源，通過(guò)一定裝換裝置轉(zhuǎn)化為可以使用的電能，此能源自然、環(huán)保，充分體現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保、愛(ài)地球的理念。而此類電源能夠持續(xù)供電的能力需要儲(chǔ)能設(shè)備提供保障，目前主要使用的儲(chǔ)能設(shè)備有鎘鎳電池、VRLA蓄電池。但由于成本，原材料缺乏等原因，鎘鎳電池逐步被VRLA蓄電池取代。下面以光伏系統(tǒng)為例介紹一下VRLA蓄電池在光伏系統(tǒng)的應(yīng)用。
光伏系統(tǒng)介紹
一． 光伏系統(tǒng)的工作原理：
在光照條件好的情況下，太陽(yáng)電池組件產(chǎn)生一定的電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)組件的串并聯(lián)形成太陽(yáng)能電池方陣，使得方陣電壓達(dá)到系統(tǒng)輸入電壓的要求。一部分供給電力系統(tǒng)使用，一部分通過(guò)充放電控制器對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，將光能轉(zhuǎn)換而來(lái)的電能儲(chǔ)存起來(lái)。在光照條件達(dá)不到要求時(shí)，蓄電池組再通過(guò)逆變器提供電力系統(tǒng)所需的電力。
二． 光伏系統(tǒng)的組成：
光伏系統(tǒng)是由太陽(yáng)能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器等設(shè)備組成。其各部分設(shè)備的作用是：
（1）太陽(yáng)能電池方陣：在有光照情況下，電池吸收光能，電池兩端出現(xiàn)異號(hào)電荷的積累，即產(chǎn)生"光生電壓"，這就是"光生伏打效應(yīng)"。在光生伏打效應(yīng)的作用下，太陽(yáng)能電池的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，將光能轉(zhuǎn)換成電能，是能量轉(zhuǎn)換的器件。太陽(yáng)能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽(yáng)能電池，多晶硅太陽(yáng)能電池和非晶硅太陽(yáng)能電池三種。
（2）蓄電池組：其作用是儲(chǔ)存太陽(yáng)能電池方陣受光照時(shí)發(fā)出的電能并可隨時(shí)向負(fù)載供電。
（3）控制器：自動(dòng)控制電力的選擇，在市電、太陽(yáng)能電、蓄電池電之間選擇，對(duì)蓄電池充電。
（4）逆變器：是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備。
光伏系統(tǒng)對(duì)蓄電池性能要求分析
一． 光伏發(fā)電系統(tǒng)用蓄電池的工作條件：
在光伏電站使用環(huán)境中，光照條件好時(shí)（白天），太陽(yáng)能電池組件接收太陽(yáng)光，輸出電能，一部分直流和交流負(fù)載工作，另一部分供給蓄電池充電；光照條件不好時(shí)（夜晚或陰雨天），太陽(yáng)能電池組件無(wú)法工作，蓄電池組供電，供給直流或交流負(fù)載，蓄電池是處于循環(huán)狀態(tài)，所以，在這種使用環(huán)境下，蓄電池的壽命為循環(huán)壽命。
應(yīng)用于光伏系統(tǒng)中的蓄電池的工作條件和蓄電池應(yīng)用在其它場(chǎng)合的工作條件不同。其主要區(qū)別可以概括為以下幾點(diǎn):
（1）充電率非常小, 由于成本，位置空間等問(wèn)題，太陽(yáng)電池投入數(shù)量會(huì)受到很大的限制，為了保證電力系統(tǒng)的正常使用，往往提供給蓄電池的充電電力變得十分有限，平均充電電流一般為0.05C10～0.1C10,很少達(dá)到0.1C10A。
（2）放電率非常小,太能系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到最大負(fù)載容量，最長(zhǎng)后備時(shí)間，配置的蓄電池容量較大，而實(shí)際使用過(guò)程中負(fù)載相對(duì)設(shè)計(jì)負(fù)載小得多，蓄電池放電率通常為C20～C240,或者更小。
（3）由于受到自然資源的限制,蓄電池只有在有日照時(shí)才能充電:即充電時(shí)間受到限制。
（4）不能按給定的充電規(guī)律對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。
二． 光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)VRLA蓄電池的性能要求:
光伏發(fā)電系統(tǒng)中的蓄電池頻繁處于充電—放電的反復(fù)續(xù)循環(huán)中，由于日照的不穩(wěn)定性，過(guò)充電和深放電的不利情況時(shí)有發(fā)生，加之光伏發(fā)電系統(tǒng)大部分在西部地區(qū)使用，海拔都在2500M以上。因此，對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)中的蓄電池有如下要求：
（1）具有深循環(huán)放電性能，充放電循環(huán)壽命長(zhǎng)；
（2）耐過(guò)充電能力強(qiáng)；
（3）過(guò)放電后容量恢復(fù)能力強(qiáng)；
（4）良好的充電接受能力；
（5）電池在靜態(tài)環(huán)境中使用時(shí)，電解液不易分層；
（6）具有免維護(hù)或少維護(hù)的性能；
（7）應(yīng)具備良好的高、低溫充放電特性；
（8）能適應(yīng)高海拔（海拔都在2500M以上）地區(qū)的使用環(huán)境；
（9）蓄電池組中各蓄電池一致性良好。
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1作者：專網(wǎng)通信世界-中國(guó)電力通信網(wǎng) 來(lái)源：專網(wǎng)通信世界-中國(guó)電力通信網(wǎng) 編輯：顧北 |
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