光伏储能及其充放电模式

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光伏+储能的应用场景及盈利模式可修改文字

光伏+储能的应用场景及盈利模式可修改文字
重点发展分布式屋顶光伏,配置适量储能进行削峰填谷、需量管理,后期进行用电能效管理、电能质量改善和减缓线路增容等增值服务。
筛选条件一般
大工业用户
重点发展储能电站,除进行
敏感
峰谷调节外,还可以提供电能质量改善服务,保证敏感负荷可靠运行。
用户
分布式光伏配储能
储能电站
工业用户屋顶光伏
重点发展屋顶光伏和储能电站,利用储能进行峰谷调节并受益
典型应用:
并网:PV优先充电池,让电池时刻处于充满状态离网:
(1)PV>负载:PV优先给负载供电同时给电池充电;
(2)PV<负载:PV和电池同时供电负载;(3)PV=0 &电池有电:电池给负载供电;(4)PV+电池<负载:油机启动供应负载,同时给电池充电。
HPS工作模式
并网—自发自用
离网模式
PV >负载功率时,PV 优先给负载供电,余电充电池;PV <负载时,电池自动放电。电池如果放电到欠压保护点,电网单独供负载
综合分析:
该厂尖峰时段产生了至少1000kW的尖峰负荷(1580-580),综合考虑电池充电对变压器容量的影响,我们可配置500kW/2MWh的储能系统。
需量管理时,能量管理系统可准确识别尖峰负荷,并向电池发出调度,储能系统可释放至少500kW的功率以抵消尖峰负荷冲击。按照储能系统每月削减500kW测算,储能系统每月为业主减少500×40=2万元的容量费。
SPF工作模式
光伏优先(默认)
PV以第一优先级给电池充电,只有当PV无法使用时,电网才会对电池充电。
光伏和电网PV Only
PV和电网一起对电池充电。PV只对电池充电。
光伏发电受环境因素影响较大,输出很不稳定,对电网会有冲击。PCS储能系统可以跟踪可再生能源发电输出的曲线,削除尖峰,填平低谷,使其输出变成一个可控的曲线,方便电网调度,减少对电网的冲击。对于一些弃光限电的区域,储能系统可以将电网无法消纳的部分能量先储存起来,在其他时段并网,减少因弃光限电造成的浪费。

光伏发电中的4种储能技术

光伏发电中的4种储能技术

光伏发电中的4种储能技术随着经济的快速发展,能源短缺现象越来越严重。

面对能源需要和环境保护的双重压力,世界各国采取了提高能源利用率、改善能源结构,发展可再生能源等策略。

太阳能光伏发电作为新能源发电的代表,已经正式应用于生产实际中。

光伏电源不同于传统电源,它的输出功率随着光照强度、温度等环境因素的改变而剧烈变化,而且具有不可控性,因此,光伏发电若要取代传统能源实现大规模并网发电,它对电网产生的冲击影响是不可忽视的。

并且,随着光伏系统在电网中所占比例的不断增大,它对电网带来的影响必须得到有效治理以保证供电的安全可靠。

储能系统在光伏发电系统中的应用可以解决光伏发电系统中的供电不平衡问题,以满足符合正常工作的需求。

储能系统对于光伏电站的稳定运行至关重要。

储能系统不仅保证系统的稳定可靠,还是解决电压脉冲、涌流、电压跌落和瞬时供电中断等动态电能质量问题的有效途径。

光伏发电系统中的储能技术蓄电池储能蓄电池储能是各类储能技术中最有前途的储能方式之一,具有可靠性高、模块化程度高等特点,常被用于对供电质量要求较高的负荷区域的配电网络中。

电池储能主要是利用电池正负极的氧化还原反应进行充放电。

蓄电池储能可以解决系统高峰负荷时的电能需求,也可用蓄电池储能来协助无功补偿装置,有利于抑制电压波动和闪变。

目前常见的蓄电池有铅酸蓄电池、锂离子电池、钠硫和液流电池等。

文献[9]分析了光伏发电系统中蓄电池的作用:储能,对太阳能电池工作电压钳位,提供较大的瞬间电流。

文献[10]重点关注目前常见的几种化学储能技术,选择关键技术指标,收集截至2011年最新的化学储能技术应用数据,结合数据包络(DEA)分析方法,探究各种化学储能技术的优势及应用效果,为化学储能技术未来的研究方向提供建议和参考。

超级电容器储能超级电容器是由特殊材料制作的多孔介质,与普通电容器相比,它具有更高的介电常数,更大的耐压能力和更大的存储容量,又保持了传统电容器释放能量快的特点,逐渐在储能领域中被接受。

光伏系统中储能电源充放电特性应用分析光伏系统中储能电源充放电特性应用分析

光伏系统中储能电源充放电特性应用分析光伏系统中储能电源充放电特性应用分析

文章编号:1001G9731(2019)01G01110G04光伏系统中储能电源充放电特性应用分析∗齐鹏远1,2,刘伟杰2,马伟民1(1.营口理工学院材料科学与工程系,辽宁营口115014;2.东北大学材料科学与工程学院,沈阳110819)摘㊀要:㊀储能电源是太阳能光伏系统中的重要部件,其电化学性能直接影响整个光伏系统的可靠性.通过利用不同充放电循环方式对铅酸蓄电池和锂离子电池的充放电性能进行了实验分析.结果表明,利用太阳能电池板充电时,由于受光强的影响,铅酸蓄电池和锂离子电池充电前期,充电电流趋势基本一致;充电后期,锂离子电池充电效果明显优于铅酸蓄电池;不同储能电源在光伏系统负载条件下过放电保护电压存在差异性,进而确定了光伏系统中储能电源的过放电最佳保护电压值.关键词:㊀蓄电池;光伏系统;充放电;铅酸蓄电池;锂离子电池中图分类号:㊀T M912文献标识码:A D O I:10.3969/j.i s s n.1001G9731.2019.01.0160㊀引㊀言光伏发电系统以其无污染㊁无需开槽布线㊁安装方便等优势,越来越受到人们重视[1].在独立光伏发电系统中,储能电源能够利用自身的电化学反应为光伏系统提供相对稳定的电能,起着电能存储和调节的作用,是仅次于太阳电池组件的重要组成器件,也是评价光伏系统可靠性主要因素之一[2G3].目前在光伏系统中的普遍应用储能电源为铅酸蓄电池和锂离子电池.在光伏系统设计中具有承担负载效能的优良充放电特性是蓄电池选择的关键[4].本文利用稳压电源㊁太阳能电池板和L E D负载分别对铅酸蓄电池和锂离子电池的充放电特性进行了分析.通过研究铅酸蓄电池和锂离子电池的在应用中的充放电特性以及过载条件下的影响因素,以满足光伏系统在不同应用环境下的需求.1㊀储能电源电化学分析1.1㊀铅酸蓄电池一般铅酸蓄电池由正㊁负极板,电解液和电解槽组成.其中,正极板的活性物质是二氧化铅(P b O2),负极板的活性物质是灰色海绵状的金属铅(P b),电解液是浓度为27%~37%的硫酸水溶液.充电过程总的化学反应为2P b S O4+2H2OңP b O2+2H2S O4+P b ㊀㊀从上式可知,在充电过程中,正极板上的P b S O4逐渐变成P b O2;负极板上的P b S O4逐渐变成P b.同时,电解质溶液中的硫酸分子逐渐增加,水分子逐渐减小,因此电解质溶液的比重在增加,蓄电池的端电压在增加,蓄电池的能量也随之增加.铅酸蓄电池的放电过程:从蓄电池内部的化学反应来看,正离子H+通过溶液向正极方向迁移,负离子S O4-2以相反的方向负极迁移.在蓄电池外部,在蓄电池的电动势作用下,负极上的负电荷源源不断的经过负载流向正极.整个系统形成了一个回路.与此同时,在蓄电池负极发生氧化反应,如下所示P b+S O42-ңP b S O4+2e㊀㊀在蓄电池的正极发生还原反应,如下所示P b O2+S O42-+4H++2eңP b S O4+2H2O ㊀㊀由于正极上的还原反应,正极板电极电位逐渐降低,同时负极板上的氧化反应有促使电极电位的升高.整个过程将引起蓄电池电动势的下降[5G7].1.2㊀锂离子电池锂离子电池主要由正极㊁负极㊁电解液㊁隔膜㊁外壳及引线等构成.锂离子电池的充放电过程是电池内部电化学反应的过程,也就是锂离子在正㊁负极之间往复运动的过程[8G11].充电时,正极的锂离子以电解液为介质移动到负极,并嵌入到负极的碳层上;放电时,积累在负极的锂离子又会脱离碳层中的空隙离开负极,并通过电解液到达正极.在电池的电化学反应过程中,锂离子通过电解质溶液穿过隔膜,在正㊁负极之间不断地脱出㊁嵌入,因此,锂离子电池的电化学反应是一个可逆的氧化还原反应[12G14].锂离子电池在充㊁放电过程中,正㊁负电极发生以下的氧化还原反应:电池正极反应x L i++x e-+A z B y㊀放电㊀㊀充电㊀ңL i x A z B y011102019年第1期(50)卷∗基金项目:国家自然科学基金资助项目(51034009);辽宁省自然科学基金资助项目(20180550516)收到初稿日期:2018G08G10收到修改稿日期:2018G11G29通讯作者:刘伟杰,EGm a i l:w a y n e j l i u@h o t m a i l.c o m 作者简介:齐鹏远㊀(1981-),男,辽宁营口人,在读博士,师承刘伟杰教授,从事功能材料研究.㊀㊀电池负极反应L i x C 6㊀放电㊀㊀充电㊀ңx L i ++6C +x e -㊀㊀电池总反应L i x C 6+A z B y㊀放电㊀㊀充电㊀ңL i x A z B y +6C 2㊀储能电源充放电特性分析2.1㊀方案设计通过模拟蓄电池的在光伏系统中的工作环境和工作条件,分别采用稳压电源和太阳能电池对蓄电池进行充电实验,然后采用总功率为1W 的8路L E D 工作模式下进行了放电试验.采用蓄电池为铅酸蓄电池,规格为12V ,7A h ;锂离子电池规格为12V ,5A h .对于12V /7A h 铅酸蓄电池,由于铅酸蓄电池放电深度对电池寿命影响较大[15G17],因此一般要求铅酸蓄电池放电深度不高于70%.对于12V /5A h 锂离子蓄电池,放电深度可以达到95%以上[18G20],总体放电容量与铅酸蓄电池相差不大,并且也可以满足相应光伏系统设计要求.实验过程:充电实验,用稳压电源充电时充电电压取14V ;用太阳能电池充电时,采用一块功率为10W 的单晶硅太阳能电池,放在阳光下,太阳能电池正面保持面对正南方,与水平成40ʎ,充电电压近似14V .放电实验,用L E D 作为负载,按图1连接电路.图1㊀L E D 放电实验电路原理图F i g 1T h e d i s c h a r g e c i r c u i t d i a gr a mo fL E D 2.2㊀充放电性能测试常规实验是在恒温25ħ下,采用充放电测试仪对12V /7A h 铅酸蓄电池和12V /5A h 锂离子蓄电池在相同充放电倍率下的充放电性能进行测试,充放电电压范围为10~14.6V ,其变化曲线如图2和3所示.图2㊀铅酸蓄电池0.2C 倍率下充放电曲线F i g 2C h a r g e Gd i s c h a r g e c yc l e s o f l e ad Ga c i db a t te r i e s a t 0.2Cr a t e㊀㊀从图2可以看出,在0.2C 充放电倍率下,铅酸电池的充电容量为4.9A h ,放电容量为4.99A h ,充放电容量效率为101.8%.而从图3可以看到,在0.2C 充放电倍率下,锂离子电池的充电容量为5.01A h ,放电容量为5.13A h ,充放电容量效率为102.4%.不难发现,12V /5A h 锂离子电池的倍率充放电特性要优于12V /7A h 铅酸蓄电池,锂离子电池的充放电容量高于100%的额定容量,而铅酸蓄电池的充放电容量只有额定容量的70%左右.图3㊀锂离子电池0.2C 倍率下充放电曲线F i g 3C h a r g e Gd i s c h a r g e c yc l e s o f l i t h i u m Gi o nb a t t e r i e s a t 0.2Cr a t e3㊀储能电源充放电特性应用分析为了表征储能电源在实际应用中的充放电特性,分别用稳压电源和太阳能电池板对铅酸蓄电池和锂离子电池进行了充电实验;用L E D 作为负载对铅酸蓄电池和锂离子电池进行了放电实验.3.1㊀充电实验结果从图4可以看出,用稳压电源充电时,12V /7A h 铅酸蓄电池的充电电流呈不断下降趋势;在充电后期,充电电流下降速率随之减小并趋于平缓.12V /5A h 锂离子电池的充电电流在充电前期下降较快,说明锂11110齐鹏远等:光伏系统中储能电源充放电特性应用分析离子电池充电效率较高,在充电中期,充电电流即趋于平缓,锂离子电池已经充电基本完成.图4㊀稳压电源充电蓄电池电流曲线F i g4C u r r e n tc u r v e so fb a t t e r y c h a r g e d b y s t e a d yv o l t a g e p o w e r㊀㊀如图5所示,用太阳能电池充电时,铅酸蓄电池和锂离子电池充电电流都呈相同的趋势,由于受到太阳光光强的影响,充电前期充电电流随光强增加,充电电流逐渐增大,中午时刻出现了加速上升现象,充电电流曲线呈一条丘包状曲线,用稳压电源充电时没有这种现象出现.充电电流在上午时上升较小,之后不断加大,中午到达最大值,傍晚又开始下降,傍晚时刻到达最小值.可以看出铅酸蓄电池和锂离子电池充电前期,充电电流趋势基本一致;充电后期,锂离子电池可在较短时间内完成充电工作.图5㊀太阳能电池充电蓄电池电流曲线F i g5C u r r e n t c u r v e s o f b a t t e r y c h a r g e db y s o l a r c e l l 3.2㊀放电实验结果如图6所示,用L E D做负载放电时,12V/7A h 铅酸蓄电池放电开始电压为12V左右,在前5h内,电压保持平稳,只是在后期电压稍有下降;在往后的1h内,电压发生了较大的变化,下降了近2V,降至10V左右.同样放电条件下,12V/5A h锂离子电池放电开始电压为13V左右,在前4.6h内,电压保持平稳,电压几乎没有下降;在往后的0.4h内,电压发生了非常明显的变化,下降了近2V,降至10V左右.在前4.6h时间里,铅酸蓄电池和锂离子电池放电性能接近,放电电压都可基本保持在12V以上,均满足负载正常工作使用要求.此外,锂离子电池电压在过了11.5V后就开始加速下降,下降趋势较铅酸蓄电池明显.可见不同储能电源设定其过放电保护电压是不同的.对于本文用锂离子电池,其在光伏发电系统中对负载的放电电压低于11.5V时应立即停止蓄电池继续放电.图6㊀L E D作负载放电路端电压曲线F i g6T e r m i n a lv o l t a g ec u r v e so fb a t t e r y d i s c h a r g e db y t h e l o a do fL E D4㊀结㊀论(1)㊀利用稳压电源充电时,锂离子电池充电效率较高,短时间内即可基本完成充电.铅酸蓄电池所需充电时间较长.(2)㊀受光强影响,利用太阳能电池板充电时,锂离子电池由于可在较短时间内完成充电,所以更适合于在太阳能光伏系统中的应用.(3)㊀搭配常用L E D电路作为放电负载时,铅酸蓄电池和锂离子电池放电趋势基本相同;锂离子电池放电电压在低于过放电保护电压后,电压下降速度快且幅度较大,较铅酸蓄电池明显.锂离子电池在光伏系统应用中需着重根据其工作条件设定合适的过放电保护电压.(4)㊀通过对12V/7A h铅酸蓄电池和12V/5A h 锂离子电池性能比较分析,表明锂离子电池在光伏系统应用中具有更好的充放电性能.此外,锂离子电池的质量比铅酸蓄电池的质量大大降低,更适应移动便携式光伏发电系统设备的开发和应用.参考文献:[1]㊀H eZ u o x i u.A m a j o r b r e a k t h r o u g h i n t h e t h i r d g e n e r a t i o n p h o t o v o l t a i c t e c h n o l o g y[J].J o u r n a l o fF u n c t i o n a lM a t e r iGa l s,2011,42(12):2119G2123(i nC h i n e s e).何祚庥.第三代光伏发电技术又取得重大突破[J].功能材料,2011,42(12):2119G2123.[2]㊀S u nX i a o f e n g,L i uB i n g j i e.A u t o n o m o u se n e r g y m a n a g eGm e n t s y s t e mo f P V/s t o r a g e b a t t e r y/f u e l c e l l[J].A c t aE nGe r g i a eS o l a r i sS i n i c a,2017,38(8):2176G2185(i n C h iGn e s e).孙孝峰,刘炳杰.光伏蓄电池燃料电池自主能量管理系统研究[J].太阳能学报,2017,38(8):2176G2185.[3]㊀L i T,L i uH,S h i P,e t a l.R e c e n t p r o g r e s s i n c a r b o n/l i t hGi u m m e t a l c o m p o s i t e a n o d e f o r s a f e l i t h i u m m e t a l b a t t e rGi e s[J].R a r eM e t a l s,2018,37(6):449G458.[4]㊀L iH a i m i n,Z h u J i a n g u o,Z h u a n g J i a,e t a l.R e s e a r c h p r oGg r e s s o f p h o t o v o l t a i c e f f e c t s o f f e r r o e l e c t r i cB i F e O3m a t eGr i a l s[J].J o u r n a lo fF u n c t i o n a lM a t e r i a l s,2014,45(S1):25G27(i nC h i n e s e).211102019年第1期(50)卷李海敏,朱建国,庄㊀稼,等.B i F e O 3铁电材料的光伏效应研究进展[J ].功能材料,2014,45(S 1):25G27.[5]㊀Y u nL i a n g ,L i uZ h e n g ,Z h a oY o n g ,e t a l .As t u d y of i n s i t ug e n e r a t e d c a r b o n a s a d d i t i v e f o r n e ga t i v e p l a t e o f l e a d Ga c i db a t t e r y an d i t s e l e c t r o c h e m i c a l p e r f o r m a n c e [J ].J o u r Gn a l o fF u n c t i o n a l M a t e r i a l s ,2016,47(8):8149G8156(i nC h i n e s e ).云㊀亮,刘㊀峥,赵㊀永,等.原位合成铅碳电池负极复合材料及其电化学性能研究[J ].功能材料,2016,47(8):8149G8156.[6]㊀W a g e m a k e r M.T o w a r d sh i gh p e r f o r m a n c ec a t h o d e sf o r N a Gi o nb a t t e r i e s [J ].S c i e n c eB u l l e t i n ,2018,63(9):529G530.[7]㊀L o n g Q Y ,M aGZ ,X uQ Q ,e t a l .I m p r o v i n g t h ec yc l e l i f e o f l e ad Ga c i db a t te r i e su s i n g t h r e e Gd i m e n s i o n a l r e d u c e d g r a p h e n eo x i d eu n d e r t h eh i g h Gr a t e p a r t i a l Gs t a t e Gof Gc h a rg e c o n d i t i o n [J ].J o u r n a l o fP o w e rS o u r c e s ,2017,343:188G196.[8]㊀X i a oL i ,C h e n H a o ,X i a oZ h i m e i ,e ta l .R e s e a r c h p r o Gg r a m s o n c o a t i n g t e c h n o l o g y o f t e r n a r y ca t h o d em a t e r i a l s f o r l i t h i u mi o nb a t t e r i e s [J ].J o u r n a l o fF u nc t i o n a lM a t e r i Ga l s ,2018,49(6):6015G6022(i nC h i n e s e ).肖㊀利,陈㊀浩,夏志美,等.锂离子电池三元正极材料包覆工艺研究进展[J ].功能材料,2018,49(6):6015G6022.[9]㊀Y a n g CS ,G a oK N ,Z h a n g XP ,e t a l .R e c h a r ge a b l e s o l Gi d Gs t a t eL i Ga i rb a t t e r i e s :as t a t u s r e p o r t [J ].R a r e M e t a l s ,2018,37(6):459G472.[10]㊀L e eSH ,M o o nJS ,L e e M S ,e t a l .E n h a n c i n gp h a s e s t a b i l i t y a n dk i n e t i c s o f l i t h i u m Gr i c h l a y e r e do x i d e f o r a n u l t r a Gh i gh p e r f o r m a n c ec a t h o d ei n L i Gi o n b a t t e r i e s [J ].J o u r n a l o fP o w e r S o u r c e s ,2015,281(1):77G84.[11]㊀W uC ,T o n g X ,AiY F ,e t a l .Ar e v i e w :e n h a n c e da n Go d e so fL i /N a Gi o n b a t t e r i e sb a s e do n y o l k Gs h e l ls t r u c Gt u r e dn a n o m a t e r i a l s [J ].N a n o GM i c r o L e t t e r s ,2018,10(3):24G41.[12]㊀X u M i n g ,C h e n Z h a o y o n g ,L iL i n g j u n ,e ta l .H i g h l y c r y s t a l l i n e a l u m i n a s u r f a c e c o a t i n g f r o m h y d r o l ys i so f a Gl u m i n u mi s o p r o p o x i d eo nl i t h i u m Gr i c hl a y e r e do x i d e [J ].J o u r n a l o fP o w e r S o u r c e s ,2015,281:444G454.[13]㊀X i o n g X u n h u i ,D i n g D o n g,B u Y u n f e i ,e ta l .E n h a n c e d e l e c t r o c h e m i c a l p r o p e r t i e so fL i N i O 2Gb a s e dc a t h o d em a Gt e r i a l b y r e m o v i n g l i t h i u mr e s i d u e sw i t h (N H 4)2HP O 4[J ].J o u r n a lo f M a t e r i a l sC h e m i s t r y A ,2014,2(30):11691G11696.[14]㊀H w a n g S ,C h a n g W ,K i mSM.I n v e s t i g a t i o n o f c h a n ge s i n t h e s u rf a c e s t r u c t u r e o fL i x N i 0.8C o 0.15A l 0.05O 2ca t h o d e m a t e r i a l s i n d u c e db y t h e i n i t i a lc h a r g e [J ].C h e m i s t r y of M a t e r i a 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K ,e t a l .S yn t h e s i sa n de l e c t r o Gc h e m i c a l p r o p e r t y o fL i M n 2O 4po r o u sh o l l o w n a n o f i b e r a sc a t h o d ef o rl i t h i u m Gi o nb a t t e r i e s [J ].N a n o s c a l e R e Gs e a r c hL e t t e r s ,2017,12(1):109G117.[20]㊀W uY ,W a n g Y ,F e n g JN ,e t a l .A p o l y p yr r o l e Gc o a t e d a c e t y l e n e b l a c k /s u l f u rc o m po s i t e c a t h o d e m a t e r i a lf o r l i t h i u m Gs u l f u r b a t t e r i e s [J ].J o u r n a l o f E n e r g y C h e m i s t r y,2018,27:813G819.A p p l i c a t i o na n a l y s i s o f c h a r g i n g a n dd i s c h a r g i n g fo r b a t t e r y i n p h o t o v o l t a i c s ys t e m Q I P e n g y u a n 1,2,L I U W e i ji e 2,MA W e i m i n 1(1.D e p a r t m e n t o fM a t e r i a l sS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,Y i n g k o u I n s t i t u t e o fT e c h n o l o g y ,Y i n g k o u115014,C h i n a ;2.I n s t i t u t e o fM a t e r i a l sS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g ,N o r t h e a s t e r nU n i v e r s i t y ,S h e n y a n g 110819,C h i n a )A b s t r a c t :B a t t e r y i sa ni m p o r t a n t p a r t i n p h o t o v o l t a i cs y s t e m.I t s q u a l i t y d i r e c t l y a f f e c t s t h er e l i a b i l i t y o f t h e w h o l e p h o t o v o l t a i c s y s t e m.C h a r g i n g a n dd i s c h a r g i n gp e r f o r m a n c e so f l e a d Ga c i db a t t e r y a n d l i t h i u m Gi o nb a t t e r yw e r e a n a l y z e db y u s i n g d i f f e r e n t c h a r g i n g m o d e s a n dd i f f e r e n t d i s c h a r gem o d e s .T h e r e s u l t s s h o w s t h a t d u e t o t h e i n f l u e n c e o f l i g h t i n t e n s i t y ,t h e c h a r g i n g c u r r e n t t r e n do f t h e l e a d Ga c i db a t t e r y a n d l i t h i u m Gi o nb a t t e r y w e r e b a s i c a l l y t h e s a m e i n t h e e a r l y s t a g e o f c h a r g i n g w i t h t h e s o l a r p a n e l ,b u t t h e c h a r g i n g e f f i c i e n c y of t h e l i t h i u m Gi o nb a t t e r y w a s o b v i o u s l y b e t t e r t h a n t h a t o f l e a d Ga c i d b a t t e r y i n t h e l a t e r p e r i o d o f c h a rg i n g .Th e o v e r di s c h a r g e p r o t e c t i o nv o l t a g e o f l e a d Ga c i db a t t e r y a n d l i t h i u m Gi o nb a t t e r y i n p h o t o v o l t a i c s ys t e m w e r ed i f f e r e n t .T h e nt h e b e s t o v e r d i s c h a r g e p r o t e c t i o nv o l t a g e o f b a t t e r i e s i n t h e p h o t o v o l t a i c s ys t e m w e r e i d e n t i f i e d .K e y w o r d s :b a t t e r y ;p h o t o v o l t a i c s y s t e m ;c h a r g e a n dd i s c h a r g e ;l e a d Ga c i db a t t e r y ;l i t h i u m Gi o nb a t t e r y 31110齐鹏远等:光伏系统中储能电源充放电特性应用分析。

太阳能光伏系统的电池充放电策略

太阳能光伏系统的电池充放电策略

太阳能光伏系统的电池充放电策略随着太阳能光伏技术的快速发展,太阳能光伏系统被广泛应用于各个领域,从家庭屋顶到大型太阳能光伏电站。

其中,太阳能光伏系统的电池充放电策略对系统的效能和可靠性至关重要。

本文将探讨太阳能光伏系统的电池充放电策略,并提出一种适用于该系统的高效策略。

一、背景与重要性太阳能光伏系统通过将太阳辐射能转化为电能,为用户提供清洁、可再生的能源。

然而,由于光照条件的不稳定以及用户需求的波动,太阳能光伏系统需要一个合理的电池充放电策略来平衡能量产生和消耗之间的差距。

电池充放电策略的选择对系统的经济性、可靠性和环境友好性有着重要影响。

合理的策略可以最大限度地提高电池的寿命和效率,降低能源的损失,并保证系统的稳定运行。

二、常见的电池充放电策略1. 储能策略储能策略是将多余的电能储存在电池中,以供日后使用。

这种策略对于光伏系统的功率波动和用户需求的不一致性非常有用。

典型的储能策略包括峰值削平和平滑。

峰值削平可以通过向电网馈送多余的电能来使系统免受电网峰值需求的影响。

而平滑策略则是根据用户需求的波动性,将能量储存在电池中以平滑供电。

2. 节约策略节约策略旨在最大限度地减少电池的充放电次数,以延长电池寿命。

这种策略对于长周期、低频率的能量需求非常适用。

节约策略的常见方法包括最大化光伏系统的自用率,尽量避免从电网购买电能。

此外,还可以通过优化负载管理和能源储备,以最小化电池的充放电次数。

三、高效的电池充放电策略上述策略在特定情况下可以发挥作用,但它们并不是所有系统都适用。

为了找到一种适用于太阳能光伏系统的高效电池充放电策略,我们可以采用多种策略的综合方法。

首先,我们可以利用先进的电池管理和预测算法,实时监测太阳能光伏系统的光照条件和用户需求。

通过对这些数据进行分析和预测,我们可以确定最佳的充放电时机和电池容量。

其次,我们可以将电池充放电策略与电网交互进行优化。

通过与电网进行通信,我们可以了解到电网的峰谷时段和电价变化。

光伏储能及其充放电及其计算

光伏储能及其充放电及其计算

光伏储能及其充放电及其计算摘要随着全球经济社会的不断发展,能源消费也相应的持续增长,化石能源越来越突显出它的稀缺性。

在这种化石能源供应日趋紧张的背景下,很有必要大规模利用和开发可再生能源。

太阳能作为取之不尽、清洁干净的资源成为人类开发研究的热点,并已经取得了显著的效果。

作为分布式发电的理想能源,独立型光伏发电系统解决了一些地方用电难的问题,已经明显提高了人民生活水平。

本文讨论光伏发电系统的发展状况以及应用前景,对独立型光伏发电系统进行研究与设计。

本文以基于储能系统的独立型光伏发电系统为研究对象,阐述了独立型光伏发电的基本原理及其发展趋势。

对光伏系统的最大功率追踪控制方法(MPPT)进行了分析,通过对草坪灯的设计,进一步分析光伏发电系统。

文章给出了光伏系统的容量设计计算,其中包括光伏电池组板功率计算,蓄电池容量及充放电计算。

通过计算系统容量并考虑经济方面的因素,选定适合系统的各个元件。

本文通过对太阳能草坪灯的研究设计,实现光伏储能及其充放电,进一步肯定光伏发电在现代社会能源战略中的重要地位。

关键词:光伏发电最大功率跟踪MPPT 储能系统充放电AbstractAs the global economic and social development, the continued growth of energy consumption and the corresponding fossil energy become more and more highlights its scarcity. Under the background of this kind of fossil energy supply has become increasingly tense, it is necessary to large-scale use and development of renewable energy. Solar energy as an inexhaustible, clean resources become a hotspot of research on human development, and has achieved significant effect. As an ideal energy, distributed generation photovoltaic generating system solves the independent model, the difficulty of some local electricity, has significantly improved people's living standard. This article discusses the development status and application prospect of photovoltaic power generation system, the independent model photovoltaic power generation system research and design.In this paper, based on the energy storage system of the independent model of photovoltaic power generation system as the research object, this paper expounds the independent model, the basic principle of the photovoltaic power generation and its development trend. For photovoltaic system was analyzed, and the Maximum power tracking (MPPT) control method, through to the lawn lamp design, further analysis of photovoltaic power generation systems. Capacity of the photovoltaic system design calculation is analyzed, including photovoltaic battery board power calculation, battery capacity, calculation of charge and discharge. Through the calculation of system capacity and to consider economic factors, selected is suitable for the various system components.In this paper, through the study of solar energy lawn lamp design, realization of photovoltaic energy storage and its charge and discharge, further sure photovoltaic energy strategy the important position in modern society.Keywords:photovoltaic (pv) generation; Maximum power tracking MPPT; Energy storage system; Charge and discharge目录摘要 (I)Abstract.......................................................................................................... I I 第一章引言. (1)1.1背景与意义 (1)1.2发展前景与面临的问题 (4)1.3 本文研究的主要内容 (6)第二章光伏发电原理与基本特性分析 (7)2.1 光伏电池 (7)2.1.1 光伏电池的种类 (7)2.1.2硅太阳电池的结构及工作原理 (8)2.2光伏电池的结构与特性分析 (10)2.2.1光伏电池等效电路 (10)2.2.2光伏电池的电气特性 (11)2.3 环境因素对太阳能电池输出特性的影响 (12)2.4光伏阵列最大功率跟踪 (14)2.4.1最大功率跟踪控制原理 (14)2.4.2 最大功率跟踪控制方法 (14)2.5 本章小结 (17)第三章储能系统的分析设计 (18)3.1 蓄电池 (18)3.1.1蓄电池的分类与应用 (18)3.1.2酸蓄电池工作原理及其SOC 估计及其容量的计算 (21)3.1.3 光伏系统对蓄电池性能要求分析 (24)3.2蓄电池充放电特性分析 (26)3.3 蓄电池超级电容混合储能系统 (27)3.3.1 混合储能性能分析 (27)3.3.2 储能系统结构 (29)3.4本章小结 (29)第四章光伏储能及充放电控制系统的设计 (30)4.1控制电路总体设计方案 (30)4.2系统电路设计 (31)4.2.1系统主电路设计 (31)4.2.2 变换电路设计 (32)4.3系统容量的设计 (34)4.3.1光伏电池的选用 (35)4.3.2蓄电池容量的选择 (37)4.3.3蓄电池充放电计算 (38)4.3.4 Boost电路参数计算 (38)4.4本章小结 (40)第五章总结与展望 (42)5.1 本文总结 (42)5.2未来展望 (42)参考文献 (44)致谢 (45)第一章引言1.1背景与意义1、背景能源和环境问题是近十几年来世界关注的焦点,随着全球经济社会的不断发展,能源消费也相应的持续增长。

光伏储能电站的三种模式

光伏储能电站的三种模式

光伏储能电站的三种模式众所周知太阳能光伏发电一直是实现我国能源和电力可持续发展战略的重要组成部分。

但光伏输出功率具有很强的波动性、随机性,光伏电力的不稳定性严重制约了光伏电力的接入和输送。

而光伏储能技术可以实现削峰填谷、负荷跟踪、调频调压、电能质量治理等功能。

光伏储能系统还可以在光伏电站遇到弃光限制发电时将多余电能存入储能电池内。

光伏发电量低于限幅值或晚上用电高峰时通过储能逆变器将电池内电能送入电网,储能系统参与电网削峰填谷。

储能系统还可利用峰谷电价差创造更大的经济效益,提高系统自身的调节能力,作为解决大规模可再生能源发电接入电网的一种有效支撑技术。

1、配置在电源直流侧的储能系统配置在电源直流侧的储能系统主要可安装在诸如光伏发电的直流系统中,这种设计可将蓄电池组合光伏发电阵列在逆变器直流段进行配接调控。

▲配置在电源直流侧的储能系统该系统中的光伏发电系统和蓄电池储能系统共享一个逆变器,但是由于蓄电池的充放电特性和光伏发电阵列的输出特性差异较大,原系统中的光伏并网逆变器中的最大功率跟踪系统(MPPT)是专门为了配合光伏输出特性设计的,无法同时满足储能蓄电池的输出特性曲线。

因此,此类系统需要对原系统逆变器进行改造或重新设计制造,不仅需要使逆变器能满足光伏阵列的逆变要求,还需要增加对蓄电池组的充放电控制器,和蓄电池能量管理等功能。

一般而言,该系统是单向输出的,也就是说该系统中的蓄电池是完全依靠光伏发电充电的,电网的电力是不能给蓄电池充电的。

该系统光伏发电阵列发出的电力在逆变器前端就与蓄电池进行了自动直流平衡,这种模式的主要特点是系统效率高,电站发电出力可由光伏电站内部调度,可以达到无缝连接,输出电能质量好,输出波动非常小等,可大大提高光伏发电输出的平滑、稳定性和可调控性能,缺点是使用的逆变器需要特殊设计,不适用于对现有已经安装好的大部分光伏电站进行升级改造。

另一个缺点是,该储能系统中的蓄电池组只能接受本发电单元的电力为其充电,而其他临近的光伏发电单元或电站的多余电力无法为其充电。

光伏侧储能的原理

光伏侧储能的原理

光伏侧储能的原理光伏侧储能是指在光伏发电系统中加入储能装置,以便将太阳能转化为电能并进行储存。

储能装置可以通过存储电能以应对供电需求的波动,实现电能的平衡与匹配,提高电能利用率,并对电网的稳定性和可靠性起到积极的作用。

光伏侧储能系统一般包括储能设备、逆变器、控制器等组成部分。

光伏侧储能系统的原理主要包括充电、放电和控制三个过程。

光伏侧储能系统的充电过程是指将太阳能电池板所转换的电能通过逆变器转换为直流电能,再经过光伏侧储能系统储存装置进行储存。

光伏电池板将太阳能转化为直流电能,并通过逆变器将其转化为交流电能,以满足家庭或工业电器的需求。

逆变器还可以通过将多个光伏电池板串联或并联的方式来提高发电效率。

光伏侧储能系统的放电过程是指当太阳能电池板发电不足或停止发电时,储存的电能通过逆变器输出进行使用。

当太阳能不足时,可以通过电池储能装置提供储存的电能,以保持持续的电力供应。

光伏侧储能系统的控制过程是指通过控制器对充电和放电过程进行控制,以保证系统的稳定和正常运行。

控制器通常会监测电池的电量和状态,并根据需要进行充放电控制。

当光伏侧储能系统充电时,控制器监测电池的电量,当电量较高时停止充电,并在电池电量下降时重新开始充电。

当系统需要释放电能时,控制器会监测电池电量,并在电池电量低于设定值时停止放电,以保证电池的寿命和安全。

在光伏侧储能系统中,储能装置通常采用可再充电的电池,如铅酸电池、锂离子电池等。

这些电池具有较高的能量密度和循环寿命,可以满足储存和输出电能的要求。

同时,光伏侧储能系统还可以通过与电网的连接,实现与电网的互联互通,将多余的电能存储到电网中,以供其他用户使用,或者在需要时从电网中获取电能进行补充。

光伏侧储能系统的优势在于能够解决光伏发电的不稳定性和间歇性的问题。

太阳能是一种可再生的能源,但其发电量受到天气、季节和地理位置等因素的影响,导致光伏发电产生波动。

通过加入储能装置,可以将多余的电能储存起来,以应对供电需求的波动,使得光伏发电系统具有更高的可靠性和稳定性。

光伏储能系统的设计与优化

光伏储能系统的设计与优化

光伏储能系统的设计与优化随着全球环保意识的不断加强,清洁能源的发展已成为全球能源发展的重要趋势之一。

光伏储能系统作为其中的重要一环,正逐渐成为清洁能源的主要来源之一。

本文将对光伏储能系统的设计和优化进行研究,以推动清洁能源在全球的快速发展。

一、光伏储能系统的设计1、光伏发电原理光伏发电原理就是将太阳光线直接转化为电能。

光伏电池板内部通过半导体材料的P型区(硅中掺杂硼)、N型区(硅中掺杂磷)的PN结,来将太阳光子转换为电子,从而产生电流。

在太阳光线照射下,光伏电池板自身电势产生电场,形成一个外电路电子会在电池板两端之间产生流动,从而产生电能。

2、储能系统的原理储能系统用于在太阳能电池板发生光能转化的同时将光能储存起来,以实现全天候的用电。

常用的储能系统包括蓄电池组、储能逆变器、充电控制器等。

其中,充电控制器用于通过充放电的方式来进行电池管理,保证电池的使用寿命。

3、光伏储能系统的设计原则与方法a、发电功率与储能能力要匹配:在进行光伏储能系统设计时需要考虑太阳能发电的大小,以及储能器的容量。

这需要我们对系统的储能能力进行匹配,以保证系统在任何时间都能够正常工作。

b、合理运用充电与放电模式:为保证储能系统的寿命,需要在充电和放电模式之间合理的转换。

在光照强度弱的时候设备可以选择停止放电,把全部电能用于充电,反之亦然。

c、合理选型光伏电池板与储能器:当我们进行光伏储能系统设计时需要根据实际情况合理地选择光伏电池板和储能器。

在能满足发电功率和储能容量匹配的前提下,还需要选择价格合适、性能稳定的产品。

二、光伏储能系统的优化策略1、储能系统的优化储能系统的优化可以从以下几个方面入手:一是提高储能器容量,以延长储能系统的使用时间;二是减小储能器充、放电损耗,以提高系统的效率;三是提高储能器的安全性,避免安全问题的发生。

2、发电系统的优化光伏发电系统的优化可以从以下几个方面入手:一是提高光伏电池板的效率,增加其发电能力;二是通过优化光伏电池板的方向和角度,来提高收集太阳光的效率;三是增加光伏电池板的数量,以提高发电功率。

光伏储能及其充放电模式分析

光伏储能及其充放电模式分析

电势(φA/V)-3.0 -2.9 -2.8 -2.7 -2.4 -1.7 -1.2 -0.8
金属
Cr Fe Cd Ni Sn Pb H+
电势(φA/V)-0.7 -0.5 -0.4 -0.3 -0.15 -0.12 0
2.蓄电池使用寿命
蓄电池的使用寿命包括使用期限和使用周期。 使用期限—包括蓄电池存放时间在内的可供使
能量输出效率ηQ —也称电能效率,指蓄电池放 电时输出的能量与充电时输入的能量之比,即: ηQ=Qdis/Qch
6.1.3蓄电池的基本特性
1.蓄电池的自放电—指蓄电池在独立储存期间容量 逐渐减少的现象。
原因——负极中存在着比氢电动势低的金属杂质。
金属活动顺序表
金属
Li K Ca Na Mg Al Mn Zn
2.开路电压与工作电压
开路电压—蓄电池在开路状态下的端电压。 蓄电池的开路电压等于其正极电势与负极电 势之差,数值上等于蓄电池的电动势。
工作电压—蓄电池接通载荷后在放电过程中 显示出来的电压,亦称负载电压或放电电压, 在蓄电池放电初始是的工作电压称为初始工 作电压。
由于蓄电池内阻的存在,蓄电池在接通载荷 后,其工作电压往往低于开路电压。
电动势为蓄电池在理论上输出能量多少的量度。 一般来说,在相同条件下,电动势越高的蓄电 池,输出的能量越大,使用价值越高。
为了得到高值电动势,一般选择具有较高的正 电极电势和负电极电势的活性物质。但是对于 水溶液电解质而言,不能采用使水分解的强氧 化剂和强还原剂作为电极的活性物质,这样就 限制了一些材料被用来作为活性物质。
过程是液相中的质子
(H+)通过两相界面进 入MnO2晶格与O2-结合 为OH-,电子也进入锰 原子外围。原来O2-晶格 点阵被OH-取代, Mn4+ 被Mn3+取代,形成 MnOOH(水锰石)。

企业光伏发电充电站的电池充电与放电策略优化研究

企业光伏发电充电站的电池充电与放电策略优化研究

企业光伏发电充电站的电池充电与放电策略优化研究随着太阳能光伏技术的不断发展和应用,企业光伏发电充电站在当前社会中扮演着愈发重要的角色。

充电站的电池充电与放电策略优化研究,对于提高充电效率、延长电池寿命、降低成本具有重要意义。

本文将针对企业光伏发电充电站的电池充电与放电策略进行深入分析和优化研究。

在企业光伏发电充电站中,电池是储存电能的关键组件之一。

合理的电池充电与放电策略能够有效提高电池的利用率,延长电池的使用寿命。

首先,我们需要考虑的是充电策略。

在白天,光伏发电充电站可以通过太阳能光伏板直接向电池充电,同时供电给充电桩,满足车辆充电需求。

而在夜晚或光伏发电不足时,电池则需要通过市电或其他方式进行充电。

因此,针对不同时间段和光伏发电情况,制定合理的充电策略至关重要。

其次,放电策略也是企业光伏发电充电站电池管理中的重要环节。

根据车辆充电需求和电池剩余电量等因素,合理安排电池的放电调度,确保车辆充电需求得到满足的同时,尽量减少电池过早充放电带来的损耗。

可以通过智能系统实时监控电池状态,优化放电策略,提高电池的使用寿命,降低维护成本。

另外,在优化电池充电与放电策略的过程中,还需要考虑到电池的充放电效率、循环寿命和安全性等因素。

通过合理控制充电电流和放电电流,避免电池过充过放,同时考虑电池的温度、SOC等参数,保证电池的安全可靠运行。

同时,可以利用光伏发电站的电能管理系统,结合充电需求和电池状态,实现对电池充放电策略的实时调整和优化。

总的来说,企业光伏发电充电站的电池充电与放电策略优化研究,是一项综合考虑光伏发电、电池管理、车辆充电等多方面因素的复杂课题。

通过科学合理的策略优化,可以提高光伏发电充电站的充电效率,延长电池寿命,降低能源成本,推动清洁能源的发展和利用。

企业在光伏发电充电站建设和运营过程中,应该注重电池充电与放电策略的优化,不断探索创新,实现可持续发展的目标。

太阳能光伏充电系统的电池充放电管理技术研究

太阳能光伏充电系统的电池充放电管理技术研究

太阳能光伏充电系统的电池充放电管理技术研究太阳能光伏充电系统一直以来都备受关注,它是一种清洁能源的利用方式,具有环保、可再生等优点。

然而,光伏系统中的电池充放电管理技术一直是一个备受关注的问题。

本文将对太阳能光伏充电系统的电池充放电管理技术进行深入研究。

光伏系统的核心部分是太阳能电池板,它将太阳能转化为电能。

在日照充足的情况下,光伏系统可以为家庭、企业甚至城市提供电能。

然而,在夜晚或多云天气下,光伏系统必须依靠存储电能的电池进行供电。

因此,电池的充放电管理技术至关重要。

光伏系统的电池充放电管理技术包括多个方面,如充电控制、放电控制、保护功能等。

在充电控制方面,我们需要确保电池能够充分吸收太阳能,并合理地分配电能。

这涉及到充电系统的设计和控制算法的优化。

在放电控制方面,我们需要确保电池能够按需释放电能,并根据负载情况进行调整。

同时,我们还需要考虑电池的保护功能,避免过充、过放等情况对电池的损害。

当前,太阳能光伏充电系统中常用的电池包括铅酸电池、锂电池等。

不同类型的电池对充放电管理技术的要求也有所不同。

例如,铅酸电池需要定期充电以避免硫化,而锂电池则需要精确的充放电控制以避免过充过放对电池寿命的影响。

因此,在实际应用中,我们需要根据电池类型选择合适的充放电管理技术。

除了电池类型的选择外,充放电管理技术还需要考虑能源管理的问题。

太阳能光伏系统通常与电网相连,可以实现自给自足或余电上网。

对于自给自足系统,我们需要合理安排电池的充放电时间,以满足负载需求。

对于余电上网系统,我们需要合理调整电池的充放电策略,以最大化经济效益。

在研究太阳能光伏充电系统的电池充放电管理技术时,我们还需要考虑系统的实时监测与远程控制。

通过实时监测系统运行情况、电池状态等参数,可以及时发现问题并进行调整。

通过远程控制系统,可以实现对充放电管理技术的优化,提高系统的效率和可靠性。

让我们总结一下本文的重点,我们可以发现,太阳能光伏充电系统的电池充放电管理技术是一个复杂而关键的问题。

光伏储能及其充放电模式

光伏储能及其充放电模式
而短路,又使正负极之间保持最小距离以减小 蓄电池内阻; 5.外壳——蓄电池的容器(耐电解质腐蚀)。
光伏储能及其充放电模式
隔膜的微观结构
隔膜须具备的特性: 电子绝缘性+离子导电性
光伏储能及其充放电模式
6.1.2 蓄电池的主要参数
1.ห้องสมุดไป่ตู้电池的体内电动势:
φ= φ+- φ-
2.开路电压与工作电压 3.蓄电池的容量 4.蓄电池内阻:欧姆电阻、极化内阻、隔膜电阻 5.蓄电池的能量 6.蓄电池的功率与比功率 7.蓄电池的输出效率
过程 正极反应 负极反应 两电极质量 硫酸溶液
接法 能量转换
放电过程
Pb(鉛)→PbSO4(硫酸鉛) PbO2(二氧化鉛)→PbSO4(硫酸鉛)
增加
硫酸濃度變小,密度變小 正接正,負接負 化學能→電能
充电过程
PbSO4(硫酸鉛)→ PbO2(二氧化鉛) PbSO4(硫酸鉛)→ Pb(鉛)
该充电方法适合于多个蓄电池串联的蓄电池组, 要是蓄电池放电慢,且其容量易于恢复,最好 采用这种小电流长时间的充电模式;
不足之处在于:①充电初期,恒流值比可充值 小,充电后期,恒流值又比可充值大;②充电 时间长,析出气体多,对极板冲击大,能耗 高,充电效率不超过65%。
光伏储能及其充放电模式
(2)恒压充电
智能充电方式是光伏发电系统中充电技术的发展方 向。
光伏储能及其充放电模式
6.2蓄电池种类及其工作原理
酸性蓄电池(如铅酸蓄电池)
蓄电池
碱性蓄电池(如镉镍蓄电池)
光伏储能及其充放电模式
6.2.1酸性蓄电池结构及原理
光伏储能及其充放电模式
极板组图
1-极板组总成 2-负极板 3-隔板 4-正极板 5-极板联条

光伏储能及其充放电模式课件PPT

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①连续浮充制:是昼夜将蓄电池组和整流设备并联在负载的回路上。平时用设备 将所需电流全部由整流设备供给,蓄电池始终保持少量的充电电流,并在负载上 起平滑作用,正常情况下一般有2.2V左右的直流电压,加在蓄电池的两端。当停 电或整流设备出故障时,蓄电池自动给负荷供电,这样能保证不中断负荷供电。 ②定期浮充制:也叫半浮充制,是定期将直流电源设备和蓄电池并联的供电方式 , 部分时间由蓄电池供电,部分时间由整流设备供电,并补充蓄电池已放出的容量。 浮充的运行方式其寿命比循环制长,供电设备的效率较高主要用于固定型电池组, 该电池组可以进行直流供电或者作为直流升压 . 事故照明 . 信号指示 . 遥控以及 需不间断电源的设备等。牛牛文档分享4. 蓄电池的充电
陰極(正極):二氧化鎳(NiO2)或 是现代高性能电池的代表。 能量密度( 50 ~ 60 Wh/kg或 250 ~ 300 Wh/L ),以及良好的循環壽命 2 、勿过充:过长时间的充电会引起电池产热升温和水电解生成过多的氧气、氢气,二者将使电池充鼓变形、失水。
• 镍氢电池充电原理不一样,通常只采用恒流充电,没有恒压, 通过检测电压达到最高值然后回落0.02档分享
(4)快速充电
• 采用脉冲充电,有利于延长电瓶寿命。由于低压交流电经全波整 流后是脉动直流,只有当其波峰电压大于电瓶电压时,可控硅才 会导通,而当脉动直流电压处于波谷区时,可控硅反偏截止,停 止向电瓶充电,方法
• (摘自朱松然老师的《铅蓄电池技术》,朱松然老师是天津大学电化学专业的老教授。其编著有 《铅蓄电池技术》和《蓄电池手册》)
• 答:正常的铅蓄电池在放电时形成硫酸铅结晶,充电时比较容易地还原为 铅。如果电池使用和维护不善,例如经常充电不足或过放电,使用后未即 时充电,负极上就会逐渐形成一种粗大坚硬的硫酸铅。这种硫酸铅用常规 的方法充电很难还原,被称为不可逆硫酸盐化,它引起蓄电池容量下降, 成为蓄电池寿命终止的主要原因。防止负极不可逆硫酸盐化最简单的方法 是,及时充电和不要过放电。对于已经硫化的电池(表现为充电时间缩短, 行驶距离缩短),必件和消耗品就是动力的来源—蓄电池。 正确使用才可能发挥电池的正常寿命:

光伏发电的储能技术有哪些

光伏发电的储能技术有哪些

光伏发电储能技术选择:优缺点与适用场景分析
光伏发电的储能技术主要涵盖以下几种:
1.电池储能技术:通过使用电池组来储存电能,电池组可以在有阳光时充电,
并在无阳光时放电。

这种技术具有可靠性高、响应速度快等优点,但储能容量有限,且电池的寿命和性能会随着时间和使用而降低。

2.超级电容储能技术:超级电容是一种大容量、高功率的电子元件,可以快
速储存和释放电能。

这种技术具有充电速度快、寿命长、可靠性高、体积小等优点,但储能容量相对较小。

3.机械储能技术:机械储能技术是将电能转换为机械能储存起来,例如将电
能转换为压缩空气能或水能等。

这种技术具有储能容量大、可靠性高、寿命长等优点,但需要大型基础设施和较高的维护成本。

4.电磁储能技术:电磁储能技术是将电能转换为磁场能储存起来,例如超导
磁储能系统。

这种技术具有响应速度快、储能密度高、效率高等优点,但需要使用昂贵的超导材料,且维护成本较高。

5.化学储能技术:化学储能技术是将电能转换为化学能储存起来,例如氢能
储存系统。

这种技术具有储能容量大、可长期储存、可再生等优点,但需要使用昂贵的催化剂和储氢材料,且生产成本较高。

综上所述,光伏发电的储能技术有多种选择,每种技术都有其优缺点和适用范围,需要根据实际应用场景进行选择和优化。

光伏储能及其充放电模式共86页文档

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光伏储能及其充放电模式
11、获得的成功越大,就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因, 节制使 人枯萎 。 12、不问收获,只问耕耘。如同种树 ,先有 根茎, 再有枝 叶,尔 后花实 ,好好 劳动, 不要想 太多, 那样只 会使人 胆孝懒 惰,因 为不实 践,甚 至不接 触社会 ,难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕,不悔(虽然只有四个字,但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己, 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体, 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米,如 果他不 曾希望 它长成 种籽; 单身汉 不会娶 妻,如 果他不 曾希望 有小孩 ;商人 或手艺 人不会 工作, 如果他 不曾希 望因此 而越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利

科普光伏储能电站的三种模式

科普光伏储能电站的三种模式

科普光伏储能电站的三种模式众所周知太阳能光伏发电一直是实现我国能源和电力可持续发展战略的重要组成部分。

但光伏输出功率具有很强的波动性、随机性,光伏电力的不稳定性严重制约了光伏电力的接入和输送。

而光伏储能技术可以实现削峰填谷、负荷跟踪、调频调压、电能质量治理等功能。

光伏储能系统还可以在光伏电站遇到弃光限制发电时将多余电能存入储能电池内。

光伏发电量低于限幅值或晚上用电高峰时通过储能逆变器将电池内电能送入电网,储能系统参与电网削峰填谷。

储能系统还可利用峰谷电价差创造更大的经济效益,提高系统自身的调节能力,作为解决大规模可再生能源发电接入电网的一种有效支撑技术。

1、配置在电源直流侧的储能系统配置在电源直流侧的储能系统主要可安装在诸如光伏发电的直流系统中,这种设计可将蓄电池组合光伏发电阵列在逆变器直流段进行配接调控。

▲配置在电源直流侧的储能系统该系统中的光伏发电系统和蓄电池储能系统共享一个逆变器,但是由于蓄电池的充放电特性和光伏发电阵列的输出特性差异较大,原系统中的光伏并网逆变器中的最大功率跟踪系统(MPPT)是专门为了配合光伏输出特性设计的,无法同时满足储能蓄电池的输出特性曲线。

因此,此类系统需要对原系统逆变器进行改造或重新设计制造,不仅需要使逆变器能满足光伏阵列的逆变要求,还需要增加对蓄电池组的充放电控制器,和蓄电池能量管理等功能。

一般而言,该系统是单向输出的,也就是说该系统中的蓄电池是完全依靠光伏发电充电的,电网的电力是不能给蓄电池充电的。

该系统光伏发电阵列发出的电力在逆变器前端就与蓄电池进行了自动直流平衡,这种模式的主要特点是系统效率高,电站发电出力可由光伏电站内部调度,可以达到无缝连接,输出电能质量好,输出波动非常小等,可大大提高光伏发电输出的平滑、稳定性和可调控性能,缺点是使用的逆变器需要特殊设计,不适用于对现有已经安装好的大部分光伏电站进行升级改造。

另一个缺点是,该储能系统中的蓄电池组只能接受本发电单元的电力为其充电,而其他临近的光伏发电单元或电站的多余电力无法为其充电。

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光伏储能及其充放电模式
本章主要内容
6.1 蓄电池的基本概念与特性 6.2 蓄电池的种类和工作原理 6.3 铅酸电池的放电特性 6.4 蓄电池的充放电控制方法
光伏储能及其充放电模式6.1 蓄电池的 Nhomakorabea本概念与特性
1.蓄电池概念 —— 常用的蓄电池属于电化 学电池,它把化学中的氧化还原所释放出的 能量直接转变为直流电能,因此它是一种储 藏电能的装置。
隔膜材料是绝缘体,其内部不是指材料本身 的内阻。
隔膜电阻实际指的是隔膜的孔隙率、孔径和 孔的曲折程度对离子迁移产生的阻力,也就 是电流通过隔膜时微孔中电解液的电阻。
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5.蓄电池的能量 6.功率及比功率
蓄电池的能量—指一定放电制度下,蓄电池所 能给出的电能,通常用瓦时(W·h)表示,同 时它也表示蓄电池放电的能力;
光伏储能及其充放电模式
电子-质子理论
电子-质子理论认为 MnO2晶格是由Mn4+与 O2-交错排列而成。反应 过程是液相中的质子 (H+)通过两相界面进 入MnO2晶格与O2-结合 为OH-,电子也进入锰 原子外围。原来O2-晶格 点阵被OH-取代, Mn4+ 被Mn3+取代,形成 MnOOH(水锰石)。
原因——负极中存在着比氢电动势低的金属杂质。
功率—指一定放电制度下,单位时间内所给出 能量的大小,单位为W或kW;
比功率—单位质量蓄电池所能给的功率,单位 为W/kg或kW,比功率越大,表示蓄电池可以 承受的放电电流越大。
注:蓄电池的比功率性能是光伏发电系统进行 蓄电池选型时的重要参数。
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7.蓄电池的输出效率
蓄电池的输出效率也称为充电效率,通常用容 量输出效率和能量输出效率表示。
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6.1.1蓄电池的基本概念
1.正极活性物质—蓄电池工作时进行结合电子 的还原反应;
2.负极活性物质——蓄电池工作时进行给出电
蓄电子池的放氧电化—反—应化,学通能过→外电电能路(传释给放正极能;量) 蓄电3池.电充解电质————电提能供→电化池学内能部(离储子存导电能的量介)质; 充电4完.隔毕膜后—,—正保负证电正极负分极别活有性平物衡质电不因势直φ+接和接φ触-
第 6 章 光伏储能及其充放电模式
光伏储能及其充放电模式
干电池的结构
光伏储能及其充放电模式
碱性锌-锰电池
(-)Zn|KOH|MnO2(+) 负极:
Zn+2OH—2e→ZnO+H2O 正极:
2MnO2+2H2O+2e→2MnOOH+2OH 总反应:
Zn+2MnO2+2H2O →2MnOOH+ZnO
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2.开路电压与工作电压
开路电压—蓄电池在开路状态下的端电压。 蓄电池的开路电压等于其正极电势与负极电 势之差,数值上等于蓄电池的电动势。
工作电压—蓄电池接通载荷后在放电过程中 显示出来的电压,亦称负载电压或放电电压, 在蓄电池放电初始是的工作电压称为初始工 作电压。
由于蓄电池内阻的存在,蓄电池在接通载荷 后,其工作电压往往低于开路电压。
而短路,又使正负极之间保持最小距离以减小 蓄电池内阻; 5.外壳——蓄电池的容器(耐电解质腐蚀)。
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隔膜的微观结构
隔膜须具备的特性: 电子绝缘性+离子导电性
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6.1.2 蓄电池的主要参数
1.蓄电池的体内电动势:
φ= φ+- φ-
2.开路电压与工作电压 3.蓄电池的容量 4.蓄电池内阻:欧姆电阻、极化内阻、隔膜电阻 5.蓄电池的能量 6.蓄电池的功率与比功率 7.蓄电池的输出效率
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1.蓄电池体内电动势
电动势为蓄电池在理论上输出能量多少的量度。 一般来说,在相同条件下,电动势越高的蓄电 池,输出的能量越大,使用价值越高。
为了得到高值电动势,一般选择具有较高的正 电极电势和负电极电势的活性物质。但是对于 水溶液电解质而言,不能采用使水分解的强氧 化剂和强还原剂作为电极的活性物质,这样就 限制了一些材料被用来作为活性物质。
实际容量—蓄电池在规定放电条件下应该放出最低限度 的容量,由国家或有关部门颁布定义;
标称容量—用来鉴别蓄电池容量大小的近似安时值。
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4.蓄电池内阻
定义—电流通过蓄电池内部时受到各种阻力,使 蓄电池的电压降低,该阻力总和成为蓄电池的内 阻,包括活性物质、电解质、隔膜、电极接头等 所有蓄电池内部电阻之和。
容量输出效率ηc —指蓄电池放电时输出的电量 与充电时输入的电量之比,即: ηc =Cdis/Cch
能量输出效率ηQ —也称电能效率,指蓄电池放 电时输出的能量与充电时输入的能量之比,即: ηQ=Qdis/Qch
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6.1.3蓄电池的基本特性
1.蓄电池的自放电—指蓄电池在独立储存期间容量 逐渐减少的现象。
极化内阻指的是在正极、负极进行电化学反应时 极化引起的内阻,它与活性物质的特性、电极的 结构形式及其制造工艺有关,尤其与蓄电池的运 行条件有关,如放电电流和温度对其影响很大。
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(3)隔膜电阻
隔膜电阻—是蓄电池中隔膜性能的主要参数, 也是影响蓄电池高倍率放电和低温性能的主 要因素之一。
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3.蓄电池的容量
定义—蓄电池在一定放电条件下所能给出的电量称为蓄 电池的容量,该容量是蓄电池能放出电量的总和。常用 单位为安培小时,简称安时(A·h)。
理论容量—蓄电池中活性物质的质量按法拉第定律计算 而得的最高理论值;
额定容量—蓄电池在一定条件下实际所能输出的电量; 单位为A·h/Kg或A·h/L;
注:蓄电池内部不是常数,因为活性物质的组成、 电解液浓度和温度都在不断的改变,所以蓄电池 的内阻在放电过程中随时间也在不断的变化。
总的来说,大容量蓄电池内阻小,低倍率放电时 蓄电池内阻小。
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(1)欧姆电阻和(2)极化内阻
欧姆电阻主要体现在蓄电池内部的导电部件上, 由电极材料、电解液、隔膜的电阻以及各部分零 件的接触电阻组成。它与蓄电池的尺寸、结构、 电极的成型方式以及装配的松紧度有关。
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