六認識蓄電池

1、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)建設與運營項目六 認知三-蓄電池周亞東1：實訓內容：實訓內容蓄電池的串并聯(lián)蓄電池的串并聯(lián)2：蓄電池的參數(shù)：蓄電池的參數(shù)3：蓄電池的構造：蓄電池的構造4：蓄電池充放電化學過程：蓄電池充放電化學過程5：蓄電池充電與放電注意點：蓄電池充電與放電注意點6：蓄電池容量表示：蓄電池容量表示7：蓄電池隨溫度變化關系：蓄電池隨溫度變化關系8：蓄電池充電電壓與電流計算：蓄電池充電電壓與電流計算學習內容學習內容1：蓄電池的串并聯(lián)其電流與電壓情況？：蓄電池的串并聯(lián)其電流與電壓情況？2：作為使用者關系蓄電池的幾個問題？：作為使用者關系蓄電池的幾個問題？3：怎樣才能保證蓄電池使用壽命？：怎樣才能保證蓄

2、電池使用壽命？4：蓄電池的容量怎么標識、怎么檢測蓄電池容：蓄電池的容量怎么標識、怎么檢測蓄電池容量？量？5：蓄電池溫度特性怎樣？：蓄電池溫度特性怎樣？6：太陽能組件與蓄電池之間怎樣匹配？：太陽能組件與蓄電池之間怎樣匹配？討論問題討論問題1：一.蓄電池串并聯(lián)實訓方法：問題：蓄電池的串關聯(lián)用什么導線合適1.兩個蓄電池串聯(lián)2.兩個蓄電池并聯(lián)要求：1.兩個蓄電池串聯(lián)，測出總電壓與電電流的值，考慮他們的關系。2.兩個蓄電池并聯(lián)，測出總電壓與電電流的值，考慮他們的關系。安全要求安全要求：不得直接將蓄電池正負極短路小知識：導線面積=額定電流/6每平方毫米一.蓄電池串并聯(lián)實訓導線計算：小知識：導線面積=額定電

3、流/6每平方毫米1平方銅芯線允許長期負載電流為:6A-8A 1.5平方銅芯線允許長期負載電流為:8A-15A 2.5平方銅芯線允許長期負載電流為:16A-25A 4平方銅芯線允許長期負載電流為:25A-32A 6平方銅芯線允許長期負載電流為:32A-40A 二二.蓄電池的參數(shù)蓄電池的參數(shù) 蓄電池（俗稱“電瓶”）是一種將化學能轉換成電能的裝置，是可逆的低壓直流電源。 一、蓄電池的分類鉛酸蓄電池鎳堿蓄電池普通蓄電池免維護蓄電池干荷電蓄電池膠體蓄電池鐵鎳蓄電池鎘鎳蓄電池 1、蓄電池的構造 光伏系統(tǒng)常用的蓄電池為鉛酸蓄電池，12V的蓄電池由6個單格蓄電池串聯(lián)而成，每個單格蓄電池的標稱電壓為2V，充滿電

4、時為2.1V。 鉛酸蓄電池由極板、隔板、電解液和殼體組成。1、極板與極板組蓄電池的極板分為正極板和負極板，它們都以鉛銻合金澆鑄成的柵架為骨架，在柵架上填充活性物質制成極板。極板結構活性物質 正極板上的活性物質是深棕色的二氧化鉛(PbO2)， 負極板上的活性物質是海綿狀、青灰色的純鉛(Pb)。極板組單格蓄電池極板組12V蓄電池極板組 為了增大蓄電池的容量，每個單格蓄電池都由多個正、負極板組成極板組。每個正極板都處于兩片負極板之間，使正極板兩側充、放電均勻。電解液是由化學純的硫酸化學純的硫酸（H2SO4）和蒸餾水蒸餾水（H2O）按一定比例配制而成的硫酸水溶液（密度為1.241.31克/立方厘米）。

5、64%蒸餾水H2O+36%硫酸H2SO4=電解液密度：1.000密度：1.835密度：1.265 電解液密度對蓄電池的容量和壽命影響大。密度大可以提高蓄電池的容量，減少結冰的危險；但粘度增加，流動性變差，使蓄電池的容量下降，而且腐蝕作用增強，降低極板和隔板的壽命。2、電解液三、蓄電池的規(guī)格型號 蓄電池的型號按JB/T 2599-1993 鉛酸蓄電池產(chǎn)品型號編制方法的規(guī)定，組成如下：額定容量（安時/Ah）類型和特征Q起動型A干荷電式W免維護式單格蓄電池個數(shù)例如：6-QA-1056-QAW-100 1、蓄電池的工作原理 蓄電池是一個化學電源，其充電與放電過程是一種可逆的化學反應。Pb(OH)4-P

6、b+4+4(OH) 電動勢的建立 在正極板處，PbO2與硫酸作用而生成帶正電荷的鉛離子(Pb4+)沉浮在正極板上，使正極板具有約2V的正電位。 在負極板處，鉛電離為鉛離子（Pb2+）和電子(2e)，2個電子留在負極板上，使負極板具有約 -0.1V的負電位。+2V+2V-0-0. .1V1V四.蓄電池化學過程正、負極板上生成硫酸鉛（PbSO4），電解液中水份增加。隨著放電的進行，電解液密度減小。 接上負載后的化學反應2、蓄電池的放電在外電源的作用下，迫使個電子從正極板返回負極板，形成從正極板流向負極板的充電電流。極板上的硫酸鉛還原成氧化鉛和鉛，電解液中的水份還原成硫酸。隨著充電的進行，電解液中硫

7、酸的成份增加，電解液密度增大。（1）、充電過程（2)、放電特性 放電特性是將充足電的蓄電池，在以20h放電率的電流連續(xù)放電過程中，端電壓U、電動勢E和電解液密度隨放電時間的變化規(guī)律。 密度隨著放電的進行而直線下降，因此，在使用中可以根據(jù)電解液的密度來判斷蓄電池的放電程度。 靜止電動勢Ej與電解液的密度變化相似，單格蓄電池的放電終止電壓1.75V（10.5V）。(3)、充電特性 充電特性是指在恒電流充電過程中，蓄電池的端電壓U、電動勢E和電解液密度隨時間變化的規(guī)律。 隨著充電的進行，電動勢逐漸升高，電解液密度增大，充滿電后，單格蓄電池的電壓為2.1V（12V.6）。 我們可以根據(jù)蓄電池的開路端電

8、壓的大小，來判斷其充電情況：端電壓電解液密度充電情況12.61.265100%充電12.41.22575%充電12.21.19050%充電12.01.15525%充電11.91.12沒有充電 一、蓄電池的容量C 蓄電池的容量是指在放電允許范圍內，蓄電池輸出的電量： Cft f （安時/Ah） 1、額定容量C20 充足電的蓄電池，在電解液溫度為30oC時，以20h放電率的電流連續(xù)放電到規(guī)定的終止電壓時，蓄電池所輸出的電量C20。2、起動容量 起動容量表征蓄電池在接起動機時的供電能力，并根據(jù)使用條件分為常溫起動容量和低溫起動容量。 常溫起動容量在電解液溫度為30oC時，以5分鐘放電率的電流，連續(xù)放

9、電到9V（12V蓄電池）時，蓄電池所輸出的容量。 低溫起動容量在電解液溫度為-18oC時，以5分鐘放電率的電流，連續(xù)放電到6V（12V蓄電池）時，蓄電池所輸出的容量。3.蓄電池容量表示放電率放電率（1/H）=放電電流（A）/電池額定容量（Ah ）蓄電池標稱意思蓄電池標稱意思： 12V8AH/10HR其中12V是電壓8AH是容量10HR是10小時放電率,也就是說12V8AH/10HR這塊電池在0.8A恒流放電可以使用10小時.12V8AH/5HR是在1.6A恒流放電下,可以使用5小時.廠家一般推廣的是20小時放電率 C：用來表示電池充放電時電流大小的比率，即倍率。蓄電池的額額定容量定容量C，單位

10、安時安時（Ah） 最常見的有20小時、10小時時率, 寫做C20、C10和C2，其中C代表電池容量. 放放電電流電電流。如8AH/10H=0.8A 10AhC2表示電池容量10Ah、放電時率為2小時，其額定放電電流為10（Ah）/ 2（h）=5A； 54AhC20表示電池容量為54Ah、放電時率為20小時，它的額定放電電流僅為54（Ah）/ 20（h）=2.7A六、影響蓄電池容量的因素 蓄電池的容量越大，所存貯的電能越多。蓄電池容量的大小，與放電電流、電解液的密度及極板結構等有關。 放電電流增大，蓄電池的端電壓和容量下降； 溫度越低，蓄電池的容量下降，額定容量是在30oC時測得； 電解液密度增

11、大，可以減少內阻，提高容量，但不能過大； 增大極板面積和片數(shù)，可以增大容量。采用簿型極板、增加極板的片數(shù)，可以在不增大蓄電池體積的情況下，提高蓄電池的容量。蓄電池容量修正 1、放電率對容量的影響光伏系統(tǒng)主要是為設計的系統(tǒng)選擇合適的放電率，普通蓄電池的放電率一般為10小時，而光伏用蓄電池放電率一般在100-200小時 a. 放電率對蓄電池容量的影響。蓄電池的容量隨放電率的降低（即蓄電池放電時間變長）而相應增加。在蓄電池匹配計算中我們常用到平均放電率這一參數(shù)。 公式如下： 平均放電率（小時）=自給天數(shù) 負載工作時間最大放電深度對于多個不同負載的光伏系統(tǒng)，負載的工作時間可以使用加權平均負載工作時間。

12、公式如下： 加權平均負載工作時間=負載功率 負載工作時間負載功率 2、溫度對蓄電池容量的影響 蓄電池的容量會隨著蓄電池溫度的變化而變化，當蓄電池溫度下降時，蓄電池的容量會下降。通常，鉛酸蓄電池的容量是在25時標定的。隨著溫度的降低，0時的容量大約下降到額定容量的90，而在-20的時候大約下降到額定容量的80，所以必須考慮蓄電池的環(huán)境溫度對其容量的影響。如果光伏系統(tǒng)安裝地點的氣溫很低，這就意味著按照額定容量設計的蓄電池容量在該地區(qū)的實際使用容量會降低，也就是無法滿足系統(tǒng)負載的用電需求。在實際工作的情況下就會導致蓄電池的過放電，減少蓄電池的使用壽命，增加維護成本。 溫度與容量關系圖 （2）蓄電池的

13、最大放電深度受低溫的影響。在寒冷氣候條件下，如果蓄電池放電過多，電解液凝結點上升，電解液就可能凝結，以致?lián)p壞蓄電池。如圖二給出了一般鉛酸蓄電池的最大放電深度與蓄電池溫度的關系。 修正后公式如下： 蓄電池容量=自給天數(shù) 日平均負載最大允許放電深度 溫度修正因子 一、充電方法 新蓄電池、使用中的蓄電池及修復后的蓄電池等，由于技術狀況不同，采用的充電步驟和規(guī)范也不同。 常用的充電方法有定流充電、定壓充電和脈沖快速充電等三種。1、定流充電 在充電過程中，充電電流保持為恒定值的充電方法稱為“定流充電”。 可以將不同電壓值、容量相近的蓄電池串聯(lián)起來充電。如果容量不同，應按容量小的蓄電池來決定充電電流。 定

14、流充電的方法：定流充電時，隨著蓄電池電動勢的提高，要保持充電電流恒定，必須提高充電電壓；當單格電壓上升到2.4V時，應將電流減半后再充電，直到單格電壓上升到2.7V，端電壓和電解液密度在2-3小時內保持不變?yōu)橹埂?定流充電的特點：定流充電有較大的適應性，可以根據(jù)需要選擇充電電流，但充電時間長，而且需要經(jīng)常調節(jié)充電電流。一般適用于新蓄電池和故障修復蓄電池的初充電。2、定壓充電 在充電過程中，始終保持充電電壓不變的充電方法稱為“定壓充電”。 定壓充電時，可以將相同電壓值的蓄電池并聯(lián)起來一起充電。定壓充電電流 定壓充電在充電初期，由于蓄電池的電動勢較低，因而充電電流大；隨著電動勢的升高，充電電流逐漸減小，在接近充電終了時，充電電流已降低到很小值。 定壓充電的特點：充電