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    松下蓄電池在獨立光伏系統中的管理和應用

    發布時間:2019-04-17  瀏覽:2083次  字號:  

      除了太空電站外,其他光伏發電系統的應用都要受到白天的時候有日照,夜晚的時候無日照影響。不過對于其負載無論白天和晚上可能都需要運行。對于這一類負載在整個系統中就要選用蓄電池作為能源儲備單元。而當下國內外在光伏發電系統中主要應用的蓄電池有開口鉛酸蓄電池、閥控式鉛酸蓄電池、鎳鈣、鎳氫、鎘鎳電池等。
      在這三大類電池中,開口鉛酸蓄電池由于在其使用過程中存在電解液易揮發、易泄露、比容量低等缺點,而鎳鈣、鎳氫電池容量雖大,但是價格昂貴,前期成本高,閥控式鉛酸蓄電池由于其容量大、價格低、自放電率低、結構緊湊、不存在鎘鎳電池的“記憶效應”、壽命長、免維護等特性,因而在獨立光伏系統中得到大量的應用。
      松下蓄電池(沈陽)股份有限公司創建于1994年10月18日,由日本松下電器產業株式會社和沈陽東北蓄電池股份有限公司(原沈陽蓄電池廠)共同合資興建,依靠日本松下獨特的生產工藝和過硬的技術一直致力于閥控式鉛酸蓄電池的研究和生產。而松下蓄電池也一直以其獨特的優異性和可靠的穩定性受到國內外各大光伏廠商的青睞。下面就讓我們詳細了解下松下蓄電池在獨立光伏系統中的管理和應用。
      在獨立光伏系統中松下蓄電池起著至關重要的作用,在白天它既能作為太陽能不足的補充,又能作為多余太陽能的儲存作用。而在夜晚它又是負載唯一的能源。雖然在不同的地方(光照、溫度不同),不同要求(負載、可靠性等)的獨立光伏系統中松下蓄電池配置的容量有較大的不同,但對使用蓄電池的系統來說,在系統的前期投資中它一般占到1/4-1/3之間,而蓄電池又是整個光伏系統中比較薄弱的環節,致使在整個獨立光伏系統中成為了最昂貴的部件,這主要是因為許多松下蓄電池因為使用不當而使其達不到蓄電池本身的使用壽命提前失效,系統不得不更換電池。而將這些問題解決除了對蓄電池本身進行性能提高外,系統能量管理的好壞對評價整個系統的性價比影響重大。特別是對蓄電池的充、放電控制。而松下蓄電池的壽命和性能容易受到以下因素的影響:
      1.環境溫度一般在0-30°之間。如果溫度過低的話容易使蓄電池的輸出容量大大降低,使蓄電池過早的無輸出,溫度過高的話雖然可以使電池的輸出容量增加,但是會加快電池的極板硫化使其壽命減少。
      2.如果充電電壓太高的話會使蓄電池產生過充的情況,太低的話會使電池充電不足,達不到蓄電池的充電容量,這樣會加速松下蓄電池的老化,降低電池的使用壽命和容量。
      3.如果放電深度太深的話,容易導致電池的快速老化
      4.不同的充電方式、放電電流的大小、荷電狀態的高低
      對以上影響蓄電池的因素進行控制,在獨立光伏系統有不同于其他系統蓄電池管理的特點,其特殊性表現在:
      A.充電電源來自太陽能陣列,能源不用責失,而且系統設計的太陽能陣列容量有限,并“限時不定量供應”。
      B.放電深度必須適中,太淺的話松下蓄電池容量就要大,投入就大。太深的話電池壽命就會縮短,使發電成本增加。
      C.每天進行充電和放電
      D.容易造成,低光照時,蓄電池欠充,高光照時,蓄電池過充
      E.有時由于蓄電池充電速度慢,雖然有足夠的光照,但蓄電池不能全部接受,也能造成欠充。
      如何降低這些因素對松下蓄電池的影響,采用合理優化的算法,保障系統供電和延長電池的使用壽命兼顧,使整個光伏系統的運行及性能指標達到最佳,將是管理系統的研究內容。正如文獻提出能量管理系統就是設計出軟件和硬件使系統中蓄電池的使用壽命最大化的同時,使松下蓄電池在每一個放電周期有最大的能量輸出。因而應從電池管理入手主要做到:了解蓄電池的健康狀態SOH,根據SOH以及其他參數,確定蓄電池的荷電狀態SOC、根據松下蓄電池的SOH和SOC,確定合適的充電方案,提高電池的SOC、根據電池的SOC制定放電策略。只有這樣才能使松下蓄電池在獨立光伏系統中將效益達到最大化。
      
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