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VRLA蓄電池在光伏系統的應用 |
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[ 通信界 | 專網通信世界-中國電力通信網 | www.6611o.com | 2010/2/8 14:37:59 ]
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前言
中國幅員遼闊，人口分布不均，東密西疏，因地理環境和經濟相對落后等原因，造成一些地區的電力相對匱乏，國家電力電網無法覆蓋，無法集中供電，或者電網質量不穩定，給當地的經濟發展，人民生活的改善造成一定的障礙。尤其在中國的北方、西北等地問題尤為突出，迫切需要有適合當地區使用的穩定可靠的電力系統。現在常用的單獨供電系統有發電機組、太陽能系統、風力發電系統、風光互補系統。
發電機組，以一次能源作為動力源推動內燃機，內燃機傳動發電機，發電機做磁力線切割運動產生電能。而一次能源資源越來越稀少，價格越來越高，并且嚴重影響自然環境。
太陽能系統、風力發電系統、風光互補系統，以自然界取之不盡用之不完的光能、風能作為能量源，通過一定裝換裝置轉化為可以使用的電能，此能源自然、環保，充分體現了節能、環保、愛地球的理念。而此類電源能夠持續供電的能力需要儲能設備提供保障，目前主要使用的儲能設備有鎘鎳電池、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。下面以光伏系統為例介紹一下VRLA蓄電池在光伏系統的應用。
光伏系統介紹
一． 光伏系統的工作原理：
在光照條件好的情況下，太陽電池組件產生一定的電動勢，通過組件的串并聯形成太陽能電池方陣，使得方陣電壓達到系統輸入電壓的要求。一部分供給電力系統使用，一部分通過充放電控制器對蓄電池進行充電，將光能轉換而來的電能儲存起來。在光照條件達不到要求時，蓄電池組再通過逆變器提供電力系統所需的電力。
二． 光伏系統的組成：
光伏系統是由太陽能電池方陣，蓄電池組，充放電控制器，逆變器等設備組成。其各部分設備的作用是：
（1）太陽能電池方陣：在有光照情況下，電池吸收光能，電池兩端出現異號電荷的積累，即產生"光生電壓"，這就是"光生伏打效應"。在光生伏打效應的作用下，太陽能電池的兩端產生電動勢，將光能轉換成電能，是能量轉換的器件。太陽能電池一般為硅電池，分為單晶硅太陽能電池，多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池三種。
（2）蓄電池組：其作用是儲存太陽能電池方陣受光照時發出的電能并可隨時向負載供電。
（3）控制器：自動控制電力的選擇，在市電、太陽能電、蓄電池電之間選擇，對蓄電池充電。
（4）逆變器：是將直流電轉換成交流電的設備。
光伏系統對蓄電池性能要求分析
一． 光伏發電系統用蓄電池的工作條件：
在光伏電站使用環境中，光照條件好時（白天），太陽能電池組件接收太陽光，輸出電能，一部分直流和交流負載工作，另一部分供給蓄電池充電；光照條件不好時（夜晚或陰雨天），太陽能電池組件無法工作，蓄電池組供電，供給直流或交流負載，蓄電池是處于循環狀態，所以，在這種使用環境下，蓄電池的壽命為循環壽命。
應用于光伏系統中的蓄電池的工作條件和蓄電池應用在其它場合的工作條件不同。其主要區別可以概括為以下幾點:
（1）充電率非常小, 由于成本，位置空間等問題，太陽電池投入數量會受到很大的限制，為了保證電力系統的正常使用，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,很少達到0.1C10A。
（2）放電率非常小,太能系統設計時需要考慮到最大負載容量，最長后備時間，配置的蓄電池容量較大，而實際使用過程中負載相對設計負載小得多，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才能充電:即充電時間受到限制。
（4）不能按給定的充電規律對蓄電池進行充電。
二． 光伏發電系統對VRLA蓄電池的性能要求:
光伏發電系統中的蓄電池頻繁處于充電—放電的反復續循環中，由于日照的不穩定性，過充電和深放電的不利情況時有發生，加之光伏發電系統大部分在西部地區使用，海拔都在2500M以上。因此，對光伏發電系統中的蓄電池有如下要求：
（1）具有深循環放電性能，充放電循環壽命長；
（2）耐過充電能力強；
（3）過放電后容量恢復能力強；
（4）良好的充電接受能力；
（5）電池在靜態環境中使用時，電解液不易分層；
（6）具有免維護或少維護的性能；
（7）應具備良好的高、低溫充放電特性；
（8）能適應高海拔（海拔都在2500M以上）地區的使用環境；
（9）蓄電池組中各蓄電池一致性良好。
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1作者：專網通信世界-中國電力通信網 來源：專網通信世界-中國電力通信網 編輯：顧北 |
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