247 蓄能应用方法-铅蓄电池

247 蓄能应用方法-铅蓄电池

●语音讲解-铅蓄电池

铅电池

锂电池

镍电池(镍镉,镍氢等)

其他电池

铅蓄电池-铅酸电池,铅炭电池,电瓶等。

构成(以铅酸电池为例)

正极板(活性物质为PbO2,深棕色差),负极板(海绵状纯铅Pb,青灰色),电解液(硫酸水溶液),隔板,电连接条,正负极柱,壳体等。

原理

通过电能和化学能的相互转换实现蓄电,即极板上化学物质与电解液中硫酸的化学反应实现。具体如下。

特点

电压稳定,电流范围宽,使用温度范围宽,造价低,可充放电数百个循环(铅酸蓄电池)至数千个循环(铅炭蓄电池),使用寿命可达310年左右;不足之处是单位重量的蓄电密度相对小,废弃后处理要求高。

应用领域

起动型(汽车、摩托车起动等),固定型(电子控制系统的备用电源),牵引型(各种蓄电池车动力电源),储能型(风电、太阳能发电等系统的电能储存等)。

技术参数

某蓄电池参数为:额定电压12V,容量250Ah10hr1.8V/单体,25℃),重量72kg,最大放电电流30I10A3分钟),最大充电电流<0.25C10

容量-250Ah10hr1.8V/单体,25℃),表示在25℃时可10小时以25A的电流放电,使单个电池电压降至1.8V所放出的电量。

额定电压:常见规格有2V6V12V24V等,单体的铅酸蓄电池是2V12V的蓄电池是由6个单体串联而成。

蓄电池的实际电压和用电负载有关,也与剩余电量有关。如蓄电池满荷电压为12.8V(额定电压为12V)时,剩余电量与电压的大致关系为:12.8V/100%12.4V/80%12.2V/60%12.0V/50%11.8V/30%11.6V/20%11.3V/10%10.5V/2%

充电电流-通常与电池容量有关。如电池容量C=100Ah,充电电流为0.15C=0.15*100=15A.

胶体铅酸电池的最大充电电流通常为0.15C;铅炭蓄电池充电电流可较大,如250Ah蓄电池,最大充电电流可达0.25C10,表示10小时内最大充电电流可为0.25*250=62.5A.

充电电流和系统有很大关系。如系统中光伏组件5000W,蓄电池组电压48V,则蓄电池最大充电电流约100A,如采用最大充电电流0.1C的普通铅酸蓄电池,则蓄电池容量至少为1000Ah;如采用最大充电电流0.25C的铅炭蓄电池,则蓄电池容量至少为400Ah.

具体充电管理时可采用多段(如先恒流,后恒压)充电或脉冲充电。对0.1C的蓄电池其充电电流可按容量的10%考虑,如100Ah-12V的蓄电池,充电电压可为15V,充电电流可为10A.

放电电流-胶体铅酸蓄电池的最大放电电流一般为3/10左右,即为10小时平均放电电流的3倍左右,对250Ah的蓄电池,为3*25=75A;铅炭蓄电池的最大放电电流则可为30/10.

放电电流也和系统负载有关。如系统中负载10000W,蓄电池组48V,则蓄电池最大放电电流约200A30/10的铅炭蓄电池容量约需80Ah3/10的胶体铅酸蓄电池容量则需800Ah.

放电深度管理:放电深度是指放电量约蓄电池额定容量的比值。放电深度越大,充电寿命越短,适宜的放电深度约为60%左右。

放电能量。放电能量与蓄电池容量及电压有关,如24V-100Ah蓄电池,理论能量为24*100=2400Wh;如放电深度为60%,则实际可用能量为2400*0.6=1440Wh;放电能量也和温度有关,温度越低,实际放电能量越小。

选用示例

某太阳能光伏发电应用系统,光伏组合发电功率3.6kW,系统电压48V,系统负载4.0kW,负载峰值5.0kW,要求最大电量8kWh,平均电量6kWh,寿命要求6年以上。

系统最大充电电流:

3600/48=74A

最大放电电流:

5000/48=104A

采用铅炭电池,按最大充电电流0.25C10考虑,所需容量为300Ah;按最大放电电流30/10考虑,所需容量35Ah;按要求使用寿命6年以上时放电深度取70%,则所需容量为(按平均电量6kWh计算):

6000/(48*0.7)=179Ah

综合考虑上述因素,选取12V-200Ah的蓄电池4节,总容量9.6kWh,偶尔可放电8kWh,平均放电深度:

6/9.6=62.5%

●研讨

示例中最后选取容量为48V-200Ah,是否低于充电所需容量,如何考虑?

调研分析铅蓄电池的类型及其特点。

铅蓄电池到达使用寿命后如何进行无害化或资源化处理?

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