項目2光伏發電系統的設計

任務2.3蓄電池的選型

2.3.1鉛蓄電池的結構及原理分析

1.鉛蓄電池的結構鉛酸密封蓄電池由正負極板、隔板、電解液、殼體（電池槽、蓋）、接線端子和安全閥等組成，如圖2-29所示。

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任務2.3蓄電池的選型

（1）正負極板極板在蓄電池中的作用有兩個：一是發生電化學反應，實現化學能與電能間的轉換；二是傳導電流。正極活性物質主要成分為深棕色的二氧化鉛（PbO2），負極活性物質主要成分為海綿狀鉛（Pb），呈深灰色。（2）隔板（膜）普通鉛蓄電池采用隔板，而VRLA蓄電池采用隔膜。它的主要作用是：防止正負極板短路，使電解液中正負離子順利通過；阻緩正負極板活性物質的脫落，防止正負極板因震動而損傷。

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（3）蓄電池的殼體（電池槽、蓋）蓄電池的殼體（電池槽、蓋）是由PP塑料、橡膠等材料制成，是盛放正、負極板和電解液等的容器。（4）電解液電解液是蓄電池的重要組成部分，它的作用一是使極板上的活性物質發生溶解和電離，產生電化學反應；二是起導電作用，蓄電池使用時通過電解液中離子遷移，起到導電作用，使電化學反應得以順利進行。它是純濃硫酸和蒸餾水按一定的比例配制面成。（5）安全閥作用有兩個：一是安全使用；二是密封作用。

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（6）正負接線端蓄電池各單格電池串聯后，兩端單格的正、負極樁分別穿出蓄電池蓋，形成蓄電池的正、負接線端，實現電池與外界的連接。正接線柱標“＋”或涂紅色，負接線柱標“－”號或涂藍色、綠色。

2.鉛蓄電池的原理分析目前公認的是哥來德斯東和特利浦兩人提出的“雙硫酸化理論”。

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2.3.2蓄電池的充電控制

1.充電過程中階段劃分充電過程一般分為主充、均充和浮充。

2.主充、均充、浮充各階段的自動轉換主充、均充、浮充各階段的自動轉換方法有：（1）時間控制，即預先設定各階段充電時間，由時間繼電器或CPU控制轉換時刻。（2）設定轉換點的充電電流或蓄電池端電壓值，當實際電流或電壓值達到設定值時，自動進行轉換。（3）采用積分電路在線監測蓄電池的容量，當容量達到一定值時，則發信號改變充電電流的大小。

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3.充電程度判斷判斷充電程度的主要方法有：（1）觀察蓄電池去極化后的端電壓變化。（2）檢測蓄電池的實際容量值，并與其額定容量值進行比較，即可判斷其充電程度。（3）檢測蓄電池端電壓判斷。

4.停充控制主要的停充控制方法有：（1）定時控制。（2）電池溫度控制。（3）電池端電壓負增量控制。

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2.3.3蓄電池充放電控制電路分析

1.普通蓄電池充放電控制電路（1）電路結構（2）工作原理

2.基于UC3906的蓄電池充電器電路（1）UC3906的結構和工作原理（2）充電參數的確定（3）應用實際電路項目2光伏發電系統的設計

任務2.3蓄電池的選型

2.3.4蓄電池容量的設計（1）將負載需要的用電量乘以根據實際情況確定的連續陰雨天數得到初步蓄電池容量。（2）蓄電池容量除以蓄電池的允許最大放電深度。（3）綜合（1）、（2）得電池容量的基本公式為

式中電量的單位是A﹒h，如果電量的單位是W﹒h，先將W﹒h折算成A﹒h，折算關系如下：

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2.相關因素的考慮（1）放電率對蓄電池容量的影響（2）溫度對蓄電池容量的影響（3）實用蓄電池容量的計算考慮以上相關因素后，將有關修正系數代入后有

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（4）蓄電池串并聯數的確定串聯的蓄電池的個數等于負載的標稱電壓除以蓄電池的標稱電壓，即蓄電池并聯數的計算公式為：

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3.蓄電池容量選擇其他幾種計算公式和方法設計蓄電池的容量還有以下幾種計算公式和方法:

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2.3.5蓄電池的選型

1.鉛蓄電池的主要技術參數（1）蓄電池的容量（A·h）①理論容量②實際容量③額定容量（2）蓄電池的電壓①開路電壓②工作電壓（端電壓）③浮充電壓④放電終止電壓

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（3）放電時率和放電倍率蓄電池放電或充電至終止電壓的速度，稱為放電率或充電率，有放電時率（小時率）和放電倍率（電流率）兩種表示方法。①放電時率②放電倍率（4）內阻電池內阻包括歐姆內阻和極化內阻，極化內阻又包括電化學極化與濃差極化內阻。

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任務2.3蓄電池的選型

（5）放電深度在蓄電池使用過程中，電池放出的容量占其額定容量的百分比稱為放電深度（6）自行放電率蓄電池的自放電是指蓄電池在開路擱置時自動放電現象。

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任務2.3蓄電池的選型

2.蓄電池的命名方法、型號組成及其代表意義蓄電池名稱由單體蓄電池格數、型號、額定容量、電池功能或形狀等組成，如圖2-39所示。

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任務2.3蓄電池的選型

3.蓄電池的選型根據離網光伏系統特殊的使用環境及條件，對蓄電池有如下要求：（1）具有深循環放電性能；（2）循環使用壽命長；（3）對過充電、過放電耐受能力強；（4）具有免維護或少維護的特點；（5）低溫下也具有良好的充電、放電特性；（6）具有較高的能量效率；（7）具有很高的性能價格比。目前離網型光伏發電系統大多采用閥控式免維護鉛酸蓄電池。

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2.4.1光伏控制器的功能、分類及原理分析

1.光伏控制器的功能光伏控制器的基本功能就是將光伏組件（陣列）產生的直流電能提供給蓄電池充電，同時防止蓄電池的過充電或過放電。此外，還具有一些其他保護功能，如防止反充功能、過載和短路保護功能