专业定制医疗锂电池
18年专注锂电池定制
机器人电池定制
低温锂电池

太阳能电站中的应用镉镍电池

钜大LARGE  |  点击量:269次  |  2019年08月05日  

摘要
中国电池网镉镍蓄电池的种类较多,按外形分,有圆柱形、矩形和扣式;按电池封口结构分,有密封式和开口式;按工艺分,有全烧结式、袋式、压成式;按电池输出功率分,有低倍率电池、中倍率电池、高倍率电池、超高
镉镍蓄电池的种类较多,按外形分,有圆柱形、矩形和扣式;按电池封口结构分,有密封式和开口式;按工艺分,有全烧结式、袋式、压成式;按电池输出功率分,有低倍率电池、中倍率电池、高倍率电池、超高

镉镍蓄电池的种类较多,按外形分,有圆柱形、矩形和扣式;按电池封口结构分,有密封式和开口式;按工艺分,有全烧结式、袋式、压成式;按电池输出功率分,有低倍率电池、中倍率电池、高倍率电池、超高倍率电池等。低倍率电池放电电流小于0.5C 5 A;中倍率电池放电电流0.5~3.5C 5 A;高倍率电池放电电流3.5~7.0C 5 A;超高倍率电池放电电流大于7.0~15C 5 A。根据独立光伏电站蓄电池的工作特点,选用的是低倍率袋式开口镉镍蓄电池。


过充电、过放电性能镉镍蓄电池耐过充电、过放电性能较好,除可以按标准的0.2C 5 A充电外,还可以用较大的电流0.5C 5 A或较小的电流0.05C 5 A长期充电,耐过充电是镉镍蓄电池的重要特征之一。开口镉镍蓄电池可接受0.1C 5 A电流长期充电,而对电池性能基本无影响。


镉镍蓄电池可以耐过放电。过放电是指电池放电至规定的终止电压仍继续放电,经过活化处理后,对电池性能也没有太大的影响。这一点对光伏电站很重要,因为在光伏电站中,蓄电池的充电电压、电流完全依赖于太阳能,而太阳能是一种不连续、不稳定的能源。在用户用电较少,而太阳辐射量较高时,容易使得蓄电池出现过充电的现象;当出现连续阴雨天或用户用电较多,而太阳辐射量较低时,容易使蓄电池出现过放电的现象。


镉镍蓄电池使用温度范围较宽,可在-40~+45℃的环境温度下使用。在-20℃的环境温度下能放出不少于75%的额定容量,在-40℃环境温度下,能放出不少于20%的额定容量。镉镍蓄电池是高、低温性能最好的电池由于镉镍蓄电池的极板结构非常坚固,具有耐腐蚀的优点,不易发生机械破损,因此比铅酸蓄电池的寿命长得多。镉镍蓄电池在20%放电深度时的循环寿命约为7200次,在50%放电深度时的循环寿命约为4000次,在80%放电深度时的循环寿命约为2500次。


[NextPage]


自放电是蓄电池的本质特性,它受电极的杂质含量和电化学稳定性影响,而贮存温度是影响自放电的重要因素。


镉镍蓄电池的自放电率较小。它在充电后放置初期自放电较多,经过一段时间逐渐减少。在温度较低的情况下(-10~-5℃),几乎没有自放电现象,但环境温度升高,自放电就明显增加,如在20℃环境温度下,蓄电池搁置30天,容量损失11%~18%;环境温度升高到40℃时,搁置30天,容量损失达20%~25% 尽管镉镍蓄电池具有良好的性能,但要使其达到设计寿命,良好的维护管理是必不可少的。针对镉镍蓄电池的特性,在使用过程中需在以下几方面加以注意。电解液的选用镉镍蓄电池电解液使用氢氧化钾(KOH)溶液,为提高蓄电池的容量和使用寿命,常加入少量的氢氧化锂(LiOHH 2 O)。根据使用环境温度的不同,电解液的配制要求也不相同,其配制。电解液的比重以20℃为标准。温度升高时比重下降,温度降低时比重上升。因此比重测定时,必须测温度,并且换算成基准20℃。其换算式为:D 20=D t+0.00052(t-20)式中:D 20为20℃换算比重;D t为t℃实测比重;t为电解液温度。电解液的质量对于蓄电池的性能有很大的影响。当电解液中混入杂质时,其特性及寿命都受到蓄电池在充电过程中,由于水分蒸发和水的分解,电解液面会慢慢下降,浓度升高。降至电解液面下线时需及时补加水。若未能及时加水,极板露出继续充电,伴随而来的是内部阻抗下降,充电电流增加,液面继续下降,这种恶性循环直到烧坏。


补加水时,水位不能超过液面上线,超过上线电解液会溢出泄漏,若未及时处理,则在蓄电池槽盖上会有白色结晶粉末(爬碱),它将引起导电不良、接触电阻增大、自放电增强、绝缘强度降低。使用的水必须是清洁水或蒸馏水,若使用了不纯净的水,将会导致蓄电池性能下降,使用寿命减少。尽管镉镍蓄电池具有良好的温度特性,但蓄电池的最佳工作温度范围在25±10℃,当使用环境温度过高或过低,都会影响蓄电池的使用寿命或放电效率。独立光伏电站大都建在条件艰苦的高海拔、高寒地区。因此需要注意如下几点:设计时要考虑蓄电池室的保温性能,这对蓄电池的正常运行和使用寿命有着直接关系。由于蓄电池安放房间内严禁吸烟、生火取暖和有明火出现,所以采用集热、保温性能良好的太阳能采暖机房是较为有效可行的措施。


[NextPage]


充电控制器要具备温度补偿功能。有文献报道,当环境温度为-10℃时,以1.50V进行恒压充电,然后进行恒流放电(至1.0V),放电容量为66.4%;若以1.55V进行恒压充电,然后进行恒流放电(至1.0V),放电容量为79.0%。所以在环境温度较低的情况下进行充电时,应适当提高蓄电池的充电电压,以达到较好的充电效果。


在独立光伏电站中为满足设计要求,就必须将单体蓄电池进行串并联连接而组成蓄电池组。蓄电池组在运行中,不论是充电还是放电,流过各个单体电池的电流是相同的。如果单体蓄电池的性能均匀性差,那么它们在充放电过程中的电压值相差就大,蓄电池组电压平均值就不能代表单体蓄电池的电压值,因而根据该平均值来对蓄电池组的工作状态进行控制时,就会使部分单体蓄电池处于不利的工作状态,长此已久会使个别单体蓄电池提前失效。当出现单体蓄电池提前失效的情况,那么在蓄电池组充电的过程中,在整组电池尚未充满电时,失效电池已处于过充电状态;在放电过程中,在整组电池尚未放完电时,失效电池已处于过放电状态。这种现象日积月累就会影响整组电池的性能,最终影响蓄电池组的使用寿命。


因此,在蓄电池选型时要求单体蓄电池的一致性能要好,并且在运输条件允许的情况下尽量选用单体容量大的蓄电池,以减少蓄电池并联。另外,每半年要对蓄电池进行1~2次维护工作,主要是测量记录单体蓄电池电压、内阻等参数,将实际测量数据与原始数据进行比较,一旦发现个别单体电池的差异加大,应及时进行活化处理或更换。


光伏发电系统中蓄电池每日的充电电量是随太阳辐照度而变化,会造成蓄电池有时充电不足,导致蓄电池容量下降。因此,当电站运行一段(如1~3个月左右)时间后,蓄电池应进行反复放电-充电循环操作,即在晴好的天气状况下,将蓄电池储存的电全部放完,然后再给蓄电池充足电,经过2~3个循环后,电站再继续使用。


[NextPage] 蓄电池及其周围应保持清洁和干燥。充电过程中由于微量的碱雾发生,附着在盖板上。碱雾包含空气中的水分,也是盖板及导电部分腐蚀的原因。因此应定期用湿布擦拭。不要用干布或用有机溶剂擦拭,以避免发生静电引火爆炸或破坏有机部件(电池槽、盖等)。


蓄电池室要有良好的通风设施;室内严禁存放酸类物质,所有容器及工具不允许与酸性电池混用;每半年应至少进行一次电池单体间连接螺丝的拧紧工作,以防松动,造成接触不良,引发其他故障;除更换电池外,不得随意拆、装电池。在维护或更换蓄电池时,使用工具(如扳手等)必须带绝缘套,严禁带手表等物操作,以防短路。


镉镍蓄电池在耐过充电、过放电能力、对使用工作环境温度的要求以及使用寿命等方面具有良好的性能,但还应加强和重视对蓄电池的维护使用工作,针对蓄电池不同的特点、特性提出不同的维护要求,并通过不断摸索和积累经验,最大限度地提高镉镍蓄电池的使用寿命,降低电站运行成本。


点击阅读更多 v
立即咨询
钜大精选

钜大核心技术能力