VRLA蓄電池在光伏系統(tǒng)的應(yīng)用
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中國幅員遼闊，人口分布不均，東密西疏，因地理環(huán)境和經(jīng)濟相對落后等原因，造成一些地區(qū)的電力相對匱乏，國家電力電網(wǎng)無法覆蓋，無法集中供電，或者電網(wǎng)質(zhì)量不穩(wěn)定，給當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)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(dāng)?shù)貐^(qū)使用的穩(wěn)定可靠的電力系統(tǒng)?，F(xiàn)在常用的單獨供電系統(tǒng)有發(fā)電機組、太陽能系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)光互補系統(tǒng)。
發(fā)電機組，以一次能源作為動力源推動內(nèi)燃機，內(nèi)燃機傳動發(fā)電機，發(fā)電機做磁力線切割運動產(chǎn)生電能。而一次能源資源越來越稀少，價格越來越高，并且嚴(yán)重影響自然環(huán)境。
太陽能系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)光互補系統(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、愛地球的理念。而此類電源能夠持續(xù)供電的能力需要儲能設(shè)備提供保障，目前主要使用的儲能設(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，太陽電池組件產(chǎn)生一定的電動勢，通過組件的串并聯(lián)形成太陽能電池方陣，使得方陣電壓達到系統(tǒng)輸入電壓的要求。一部分供給電力系統(tǒng)使用，一部分通過充放電控制器對蓄電池進行充電，將光能轉(zhuǎn)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(tǒng)所需的電力。
二． 光伏系統(tǒng)的組成
光伏系統(tǒng)是由太陽能電池方陣，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，太陽能電池的兩端產(chǎn)生電動勢，將光能轉(zhuǎn)換成電能，是能量轉(zhuǎn)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(fā)出的電能并可隨時向負(fù)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(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備。
光伏系統(tǒng)對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（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(fù)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(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)用在其它場合的工作條件不同。其主要區(qū)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(shù)量會受到很大的限制，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,很少達到0.1C10A。
（2）放電率非常小,太能系統(tǒng)設(shè)計時需要考慮到最大負(fù)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(fù)載相對設(shè)計負(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才能充電:即充電時間受到限制。
（4）不能按給定的充電規(guī)律對蓄電池進行充電。
二． 光伏發(fā)電系統(tǒng)對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，過充電和深放電的不利情況時有發(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；
（2）耐過充電能力強；
（3）過放電后容量恢復(fù)能力強；
（4）良好的充電接受能力；
（5）電池在靜態(tài)環(huán)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(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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