
蓄电池是维持独立光伏电站正常运行的重要设备之一。其作用是利用太阳电池将太阳能转换成的电能,再把电能转化成化学能储存在蓄电池中,当用户需要用电时再将蓄电池中的化学能转变成电能提供给用户。在独立光伏电站设计时,选择合适的蓄电池,对于独立光伏电站的正常运行是非常重要的。蓄电池的品种很多,但在独立光伏电站中常用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。由于铅酸蓄电池价格较低,广泛应用于独立光伏电站中。镉镍蓄电池价格贵,以往所建的独立光伏电站很少选用,但镉镍蓄电池性能较铅酸蓄电池优越,镉镍蓄电池已逐渐在一些独立光伏电站被使用。
(一)独立光伏电站对蓄电池的特殊要求
独立光伏电站往往建在高寒地区,自然条件差,交通不便,人与人之间文化差异大,电站的维护管理水平也不同,同时蓄电池的充电电流、电压由太阳能提供,而太阳能是一种不连续、不稳定的能源,蓄电池的充电电流、电压随阳光的强弱而变化。根据独立光伏电站特殊的使用环境,其对于蓄电池有以下要求:*,具备深循环的放电性能;第二,要求循环使用的寿命较长;第三,具备较强的过充电及过放电耐受性能;第四,具备免维护或者少维护性能;第五,低温条件下仍然具备较好的充电及放电性能;第六,能量效率较高;第七,性价比较高。
(二)影响蓄电池使用寿命的原因
独立光伏电站中蓄电池的能量是由太阳能资源提供的,白天由太阳能转化为电能给蓄电池充电,夜间由蓄电池给用户提供所需的电能。由于太阳能是一种不连续、不稳定的能量,因此若白天太阳能提供的能量不能满足夜间所需用电量,就会使蓄电池的容量不断下降,若蓄电池经常充电不足,在蓄电池极板上剩留的部分硫酸铅会逐渐积累成粗大的颗粒,互相凝结变硬,这时即使再充电也无法还原了,zui终缩短蓄电池的使用寿命。另外过放电和过充电也会造成电池容量损失而降低使用寿命或报废。过度过充电会引发失水,zui终导致电池干涸;过度过放电会引起蓄电池极板硫酸盐化。
二、独立光伏电站蓄电池设计中应注意的问题
(一)蓄电池容量的设计
蓄电池组作为独立光伏电站中使用寿命zui短的部件,其使用寿命通常为3-6a,在电站运行期20a内,蓄电池需要进行2-5次更新。例如在青海省的“送电到乡”的工程中,在设计独立光伏电站的蓄电池组容量时,就充分考虑到了该地区的高海拔、高寒、温度条件及高原低气压环境等,zui终选用的GFM系列的阀控式密封铅酸蓄电池。蓄电池容量的计算公式为:
在该公式中,Q表示日用电量,单位为kWh;D为支持天数,一般取值3-5d;为逆变器的效率,通常取值0.92;表示蓄电池的充放电效率,通常取值0.85;K为温度的修正系数,通常取值为1.2;S代表放电的深度,通常取值为60%-70%左右。利用该公式便可以计算出独立光伏电站中蓄电池组的容量。在进行独立光伏电站蓄电池组容量设计的时候,需引起注意的是,若蓄电池组的容量配置太大,则易于导致蓄电池组长期位于馈电状态中,严重威胁到蓄电池的使用寿命,同时导致投资浪费;若蓄电池组的容量配置太小,则无法满足用户对于用电量的需求。所以合适设置独立光伏电站中的蓄电池组容量尤为关键。