企業(yè)新聞企業(yè)文化|企業(yè)資質|企業(yè)新聞
光伏系統(tǒng)中蓄電池充放電控制方案的探討
瀏覽：19455 添加時間：2014-12-27 17:11:28
目前光伏系統(tǒng)大多采用蓄電池作為貯能元件.而能夠與光伏電池配套使用的蓄電池種類有很多,目前廣泛使用的有鉛酸免維護蓄電池,普通鉛酸蓄電池和堿性鎳鎘蓄電池等.目前常使用的是鉛酸免維護蓄電池, 因其維護方便, 性能可靠, 且對環(huán)境污染較小, 特別是用于無人值守的光伏電站時， 有著其他蓄電池所無法比擬的優(yōu)越性.
本文以光伏系統(tǒng)中的鉛酸免維護蓄電池12V,12AH為例進行實驗比較不同的充電檢測方法.
蓄電池充放電是根據(jù)化學反應進行的,即電池主要組件的結構和化學成分發(fā)生連續(xù)和深度的變化. 所以與一般電子零部件相比,蓄電池對溫度變化更為敏感.此外,反應速率,即充電電流或放電電流, 影響反應參數(shù)并由此影響蓄電池的性能. 光伏系統(tǒng)中的蓄電池的工作條件與蓄電池在其他場合的工作條件不同,其充電率和放電率都非常小,且充電時間受到限制,即只有在日照時才能充電,所以不能按一固定的充電規(guī)律對其進行充電.由于蓄電池應用在這個特殊的環(huán)境下,致使其壽命比所預定的短,成為整個光伏系統(tǒng)中最易損壞的部分, 其損壞的原因主要為"過充"與"過放". 免維護鉛酸蓄電池的充放電電池反應為: 2PbSO4+2H2O Pb+PbO2+2H2SO4
過充是指蓄電池單格電壓超過某一水平一般為2.35V/單格～2.40V/單格,此時蓄電池無法使產(chǎn)生的氧氣充分再化合.充電電壓過高,在負極上生成的氫很難在電池內(nèi)部被吸收,在電池中因積累而產(chǎn)生壓力并且導致水份損失.嚴重過充時,水分解,產(chǎn)生氫氣和氧氣,使得蓄電池底部濃度比其他地方高出許多,導致負極板底部硫酸鹽化,正極板腐蝕和膨脹,造成容量損失.
過放是指蓄電池放電超過了規(guī)定的放電終止電壓,蓄電池放出了過量的容量.在鉛酸蓄 電池中,兩個電極對過放都是敏感的.在溶解再沉積機理中,當鉛Pb和二氧化鉛PbO2分別溶解在電解液中并作為新的化合物硫酸鉛PbS04沉淀出來時, 活性物質發(fā)生了徹底的轉變并 且失去原有的結構.負電極由于有反極的危險,對過放也是敏感的.活性物質中的膨脹劑可能會因氧化 而失去作用,而鉛酸蓄電池在隨后再充電時枝晶增長的危險會大大增加. 在設計光伏系統(tǒng)時需要對蓄電池的容量進行檢測以判斷是否應繼續(xù)充電或放電. 目前大部分采用電壓單環(huán)的在線式檢測方案.
2.在線式檢測方案
在線式檢測,即在充電過程中不斷地對蓄電池的端電壓進行監(jiān)測,當蓄電池的端電壓大于某個限定值時,就視為已充滿,停止太陽電池向蓄電池充電. 由于這種電路結構簡單,價格低廉.目前應用最為廣泛.
3.離線式檢測方案
蓄電池的電壓受很多因素的影響,例如溫度,濕度等,特別是在充電過程中,蓄電池的端電壓并不能很好地反映其容量. 上述在線式檢測方案中蓄電池都與太陽電池直接相連,其端電壓受太陽電池端電 壓制約,VD并不能準確地反映蓄電池的容量.這突出表現(xiàn)為當系統(tǒng)所處溫度較高時,由于太陽電池板和蓄電池的端電壓均受溫度影響嚴重, 太陽能板端電壓隨溫度升高而降低, 而蓄電池端電壓則剛好相反, 容易出現(xiàn)蓄電池容量未滿卻已不能充入的現(xiàn)象常稱之為"虛滿".這在很大程度上影響了蓄電池容量檢測的準確性,進而阻礙了整個系統(tǒng)的正常工作,造成能源的極大浪費. 針對這一問題,我們在這里提出一種新穎的蓄電池容量檢測方案——離線式檢測. 雖然蓄電池的電壓在充電過程中其端電壓并不能很好地反映其容量,但在斷開充電回路一段時間后,其端壓會自動下降,下降后的端壓能很好地引導我們對蓄電池充電情況作出正確的判斷.我們利用蓄電池端壓的這一特性,設計一個太陽電池對多個蓄電池模塊輪換進行充電,每個蓄電池的端壓在充電 電路斷開后都有足夠的時間恢復正常,使測得電壓值能更加準確地反映蓄電池容量.
