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太陽能發(fā)電系統(tǒng)影響蓄電池壽命的因素
作者:[db:作者] 時間:2019-10-09??????

蓄電池在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中起著非常重要的作用。但是,目前無論是從理論上還是在實際使用中,蓄電池壽命短的問題都是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。影響蓄電池壽命的因素有哪些呢?


(1)深度放電。

放電深度對蓄電池的循環(huán)壽命影響很大,蓄電池如果經(jīng)常深度放電,循環(huán)壽命將縮短。因為同額定容量的蓄電池深度放電就意味著首經(jīng)常采用大電流充電和放電,在大電流放電或經(jīng)常處于欠充狀態(tài)又不能及時進行再充電時,產(chǎn)生的硫酸鹽顆粒大,極板活性物質(zhì)不能充分利用,長此下去蓄電池的實際容量將逐漸減小,影響蓄電池的正常工作。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)般不太容易產(chǎn)生過充電的情況,所以,長期處于虧電狀態(tài)是光伏發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池失效和壽命縮短的主要原因。


(2)放電速率


一般規(guī)定20h放電率的容量為蓄電池的額定容量。若使用低于規(guī)定小時的放電率,則可得到高于額定值的電池容量:若使用高于規(guī)定小時的放電率,所放出的容量要比蓄電池的額定容量小,同時放電速率也影響蓄電池的端電壓值。蓄電池在放電時,電化學(xué)反應(yīng)電流優(yōu)先分布在離主體溶液最近的表面上,導(dǎo)致在電極表面形成硫酸鉛而堵住多孔電極內(nèi)部。在大電流放電時,上述問題更加突出,所以放電電流越大,蓄電池給出的容量也就越小,端電壓值下降速度加快,即放電終了電壓值隨著放電電流的增大而降低。但另一方面,?放電速率也并非越低越好。有研究表明,長期過低的放電速率會使硫酸鉛分子生成量顯著增加,進而產(chǎn)生應(yīng)力造成極板彎曲和活性物質(zhì)脫落,也會降低蓄電池的使用壽命。

(3)外界溫度過高。


蓄電池的額定容量是指蓄電池在25時的數(shù)值,般認為閥控密封式鉛酸蓄電池的工作溫度在20-30范圍內(nèi)較為理想。當電池溫度過低時,表現(xiàn)為蓄電池的容量減小,因為在低溫條件下電解液不能很好地與極板的活性物質(zhì)充分反應(yīng)。容量減少將不能夠滿足預(yù)期的后備使用時間且不能維持在規(guī)定的放電深度內(nèi),很容易造成蓄電池的過放電。從蓄電池的外部參數(shù)來看,電壓與溫度有很大關(guān)系,溫度每升高1,單格電池的電壓將下降3mV。也就是說,鉛酸蓄電池的電壓具有負溫度系數(shù),其值為-3mV/。由此可知,在環(huán)境溫度為25時,一只工作理想的充電控制器可以使蓄電池充足電,但當環(huán)境溫度降到0時,使用同一個控制器給蓄電池充電,不能使蓄電池充足電;同樣的道理,當環(huán)境溫度升高時,將容易造成蓄電池過充電,電解液升溫,會加快正極板的腐蝕速度,蓄電池的工作溫度升高嚴重時,會產(chǎn)生沸騰,上下翻滾?的電解液沖刷著極板,使其鉛粉脫落;時間久了,脫落的鉛粉越積越高,?等高到觸碰鉛板時,可產(chǎn)生極板短路,從而使蓄電池報廢。高溫還會帶來蓄電池失水、熱失控現(xiàn)象。所以,溫度是影響蓄電池正常工作的一個主要因素。在太陽能光伏系統(tǒng)中,要求控制器具有相應(yīng)的溫度自動補償功能。在使用時,也應(yīng)盡可能保持放置蓄電池組的場所環(huán)境溫度不要過高和過低。????


(4)局部放電


鉛酸蓄電池無論是在放電時還是在靜止狀態(tài)下,其內(nèi)部都有自放電現(xiàn)象,稱為局部放電。產(chǎn)生局部放電的主要原因是電池內(nèi)部有雜質(zhì)。盡管電解液是由純凈濃硫酸和純水配制而成,但還是含有少量的雜質(zhì),而且隨著蓄電池使用時間的增長,電解液中的雜質(zhì)緩慢增加。這些雜質(zhì)在極板上構(gòu)成無數(shù)微形電池,產(chǎn)生局部放電,因此無謂地消耗著蓄電池的電能。局部放電還與蓄電池的使用溫度有關(guān),溫度越高,局部放電越嚴重。從這個意義上來講,也要盡量避免蓄電池在過高溫度下運行。


(5)高溫儲存


充好電的電池在高溫環(huán)境下長期擱置也是影響蓄電池壽命的重要因素。


綜上所述,由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的特殊性,作為儲能單元的蓄電池必須具有良好的循環(huán)放電和深度放電性能。在對蓄電池容量的設(shè)計上,要有重點地綜合考慮使用地輻射條件、適合的備用時間、蓄電池的允許放電深度、充放電效率、溫度補償系數(shù)等多種因素。


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