第六章[1].储能用蓄电池--周庆申

储能用蓄电池圣阳集团周庆申目录一、光伏系统简介 二、储能用蓄电池 三、储能用铅酸蓄电池 四、储能用阀控铅蓄电池 五、储能用铅蓄电池技术特性 六、储能用铅蓄电池选择1一、光伏系统简介太阳能是一种可永续利用的清洁能源， 太阳能是一种可永续利用的清洁能源， 有着巨大的开发应用价值。

有着巨大的开发应用价值。

太阳能光伏发电技术的开发始于20 20世纪 太阳能光伏发电技术的开发始于20世纪 50年代 年代， 50年代，随着全球能源供求趋紧和环境 保护呼声日益高涨， 保护呼声日益高涨，太阳能光伏发电作 为一种可持续的能源， 为一种可持续的能源，近年来得到迅速 发展。

发展。

3一、光伏系统简介国际上最近10年太阳电池及组件生产的年平均增 国际上最近10年太阳电池及组件生产的年平均增 10 长率达到33% 最近5年的年平均增长率达到43 33%， 长率达到33%，最近5年的年平均增长率达到43 ％，2006年世界太阳电池产量达到2500 MWp， 2006年世界太阳电池产量达到 ％，2006年世界太阳电池产量达到2500 MWp，累 计发货量达到8500 MWp。

值得注意的是， 计发货量达到8500 MWp。

值得注意的是，中国 2006年太阳电池的产量达到 年太阳电池的产量达到369.5 MWp， 2006年太阳电池的产量达到369.5 MWp，紧随日本 和德国之后，位居世界第三大光伏电池生产国。

和德国之后，位居世界第三大光伏电池生产国。

给出了1990 1990年以来世界一些国家和地区太阳 图1 给出了1990年以来世界一些国家和地区太阳 电池产量。

在国际市场和国内政策的拉动下， 电池产量。

在国际市场和国内政策的拉动下，中 国的光伏产业正在蓬勃兴起。

国的光伏产业正在蓬勃兴起。

421990年以来一些国家和地区太阳电池 1990年以来一些国家和地区太阳电池 产量一、光伏系统简介5一、光伏系统简介中国的光伏发电市场目前主要用于边远地 区农村电气化、 区农村电气化、通信和工业应用以及太阳 能光伏商品，包括太阳能路灯、草坪灯、 能光伏商品，包括太阳能路灯、草坪灯、 太阳能交通信号灯以及太阳能景观照明 由于成本高， 等。

由于成本高，并网光伏发电目前国内 还处于示范阶段。

还处于示范阶段。

63一、光伏系统简介2年 国家计委启动“西部省区无电 2 0 0 2年，国家计委启动 西部省区无电 乡通电计划”的 光明工程 光明工程”， 乡通电计划 的“光明工程 ，通过光伏和小 型风力发电解决西部七省区700 700多个无电乡 型风力发电解决西部七省区700多个无电乡 的用电问题，光伏用量达到15.5MWp 15.5MWp， 的用电问题，光伏用量达到15.5MWp，该项 目大大激发了光伏工业。

目大大激发了光伏工业。

圣阳公司也参加 了青海、西藏有关光伏系统蓄电池的配套 了青海、 工程。

工程。

7一、光伏系统简介虽然目前太阳能光伏发电成本较高， 虽然目前太阳能光伏发电成本较高，但是从长远 随着技术的进步， 看，随着技术的进步，以及其他能源利用形式的 逐渐饱和，太阳能在2030 2030之后将成为主流能源利 逐渐饱和，太阳能在2030之后将成为主流能源利 用形式，有着不可估量的发展潜力。

用形式，有着不可估量的发展潜力。

光伏系统提 供电力的电价也会逐步下降， 供电力的电价也会逐步下降，随着常规发电成本 的提高，两者的价格会逐渐接近( 3)。

的提高，两者的价格会逐渐接近(图3)。

预测到 2050年左右 年左右， 2050年左右，太阳能光伏发电将达到世界总发电 量的10 20％，成为人类的基础能源之一。

10- ％，成为人类的基础能源之一 量的10-20％，成为人类的基础能源之一。

84光伏发电和常规发电价格变化趋 势一、光伏系统简介9一、光伏系统简介目前光伏系统(PV 有三种： 目前光伏系统(PV System) 有三种：与电 网相连的并网光伏系统(Grid Tie)； (Grid网相连的并网光伏系统(Grid-Tie)；与风 机、油机等混配的混合光伏系统 (Hybrid)；独立光伏系统(Stand (Hybrid)；独立光伏系统(Stand Alone)105一、光伏系统简介独立(离网) 独立(离网)光伏系统的太阳能板通过充电 控制器与蓄电池连接， 控制器与蓄电池连接，生产的电能可蓄存 起来，通过逆变器向负载提供交流电， 起来，通过逆变器向负载提供交流电，可 用于通讯中继站，偏远地区和农村供电。

用于通讯中继站，偏远地区和农村供电。

有供家庭用电的小型光伏系统， 有供家庭用电的小型光伏系统，也有规模 较大的独立光伏电站。

较大的独立光伏电站。

11一、光伏系统简介路灯光伏系统太阳能水泵庭院照明126一、光伏系统简介蓄电池是独立系统的风力和太阳能光伏发电系统中必不可 少的储能设备，它能稳定系统中的短时间波动， 少的储能设备，它能稳定系统中的短时间波动，并在系统 没有后备发电机组的情况下可提供1 天的电力供应。

没有后备发电机组的情况下可提供1－5天的电力供应。

在正常情况下，主发电设备（风力发电机、 在正常情况下，主发电设备（风力发电机、太阳能电池 等平均使用寿命都在十年以上，甚至更长， 等）等平均使用寿命都在十年以上，甚至更长，达十五年 以上，但铅酸蓄电池的平均寿命为5年左右，也就是说， 以上，但铅酸蓄电池的平均寿命为5年左右，也就是说， 在可再生能源发电系统的运行寿命期内， 在可再生能源发电系统的运行寿命期内，除了初投资中的 蓄电池组外，还要更换2 蓄电池组外，还要更换2次。

如此高的投资和折旧费用， 如此高的投资和折旧费用，使蓄电池对发电系统的运行成 本影响很大。

蓄电池又是系统中最为薄弱的环节， 本影响很大。

蓄电池又是系统中最为薄弱的环节，蓄电池 的选型、使用和维护十分重要， 的选型、使用和维护十分重要，使用维护不当会极大地缩 短蓄电池的使用寿命。

短蓄电池的使用寿命。

13一、光伏系统简介蓄电池组由互相连接的蓄电池组成。

蓄电池组由互相连接的蓄电池组成。

根据需要的 系统电压，先将蓄电池串联， 系统电压，先将蓄电池串联，然后若干个串联蓄 电池组再并联，以满足系统的电量储存要求。

电池组再并联，以满足系统的电量储存要求。

并联的蓄电池组最多可达7组，但一般不超过4 并联的蓄电池组最多可达7 但一般不超过4 大部分单体蓄电池的电压分为2V 6V和12V。

2V、 组。

大部分单体蓄电池的电压分为2V、6V和12V。

相同电压的蓄电池又有不同的容量，一般以Ah Ah的 相同电压的蓄电池又有不同的容量，一般以Ah的 形式表示。

2V的单体蓄电池的容量最大可达 形式表示。

2V的单体蓄电池的容量最大可达 3000Ah， 12V的单体蓄电池容量一般最大到 3000Ah，而12V的单体蓄电池容量一般最大到 200Ah。

200Ah。

2V单体蓄电池的寿命一般比12V单体蓄电池的长 单体蓄电池的寿命一般比12V单体蓄电池的长， 2V单体蓄电池的寿命一般比12V单体蓄电池的长， 但单位价格也高。

但单位价格也高。

147一、光伏系统简介光伏系统的运行特点 每天进行浅容量循环， 每天进行浅容量循环，蓄电池放电深度 15～70%不等 不等； 在15～70%不等； 阴雨天气蓄电池可能充电不足， 阴雨天气蓄电池可能充电不足，或者处 于过放电状态； 于过放电状态； 晴好的天气蓄电池可能过充； 晴好的天气蓄电池可能过充； 风能系统充电会更不稳定； 风能系统充电会更不稳定； 运行环境恶劣， 运行环境恶劣，特别是室外使用的供电 系统， 系统，蓄电池可能处于极低或极高的环 境温度下工作； 境温度下工作； 因此，对蓄电池的要求较高。

因此，对蓄电池的要求较高。

15一、光伏系统简介光伏系统对蓄电池的要求 耐浅容量循环； 耐浅容量循环； 耐过放或过充； 耐过放或过充； 耐高温或低温环境的能力强； 耐高温或低温环境的能力强； 过放电恢复性能好， 过放电恢复性能好，充电接收能 力强。

力强。

168二、储能用蓄电池简介使用的蓄电池类型 最常用的是铅酸蓄电池， 最常用的是铅酸蓄电池，其次是碱 性蓄电池 铅酸蓄电池最常用的是AGM AGM阀控电 铅酸蓄电池最常用的是AGM阀控电 池，其次是富液式蓄电池，还有胶 其次是富液式蓄电池， 体阀控蓄电池。

体阀控蓄电池。

17二、储能用蓄电池简介富液式铅酸电池 铅酸电池 传统 电池 储能 电池 新型 电池 碱性电池 燃料电池 超级电容器 AGM阀控铅蓄电池 胶体式阀控铅蓄电池189二、储能用蓄电池简介——铅酸电池铅酸电池工作原理 用正极的二氧化铅和负极的海绵状铅作为活性物质参加电 化学反应，以密度为1.28 1.32g/ml的硫酸溶液作为电解 1.28～ 化学反应，以密度为1.28～1.32g/ml的硫酸溶液作为电解 铅蓄电池”）， 统称为铅酸蓄电池（亦称“铅蓄电池 ），放电时正负 液，统称为铅酸蓄电池（亦称 铅蓄电池 ），放电时正负 极活性物质分别与硫酸反应生产硫酸铅， 极活性物质分别与硫酸反应生产硫酸铅，对外电路产生电 能，充电时正负极的硫酸铅重新转化成正极的二氧化铅和 负极的铅，实现了电池的充放电循环。

负极的铅，实现了电池的充放电循环。

铅酸蓄电池不仅具有化学能和电能转换效率较高、 铅酸蓄电池不仅具有化学能和电能转换效率较高、循环寿 命较长、端电压高，容量大（高达3000Ah 的特点， 3000Ah） 命较长、端电压高，容量大（高达3000Ah）的特点，而且 还具备防酸、隔爆、消氢、耐腐蚀的性能。

还具备防酸、隔爆、消氢、耐腐蚀的性能。

同时随着工艺 技术的提高，铅酸蓄电池的使用寿命也在不断提高。

技术的提高，铅酸蓄电池的使用寿命也在不断提高。

19二、储能用蓄电池简介铅酸电池的特点 优点：工艺成熟、可大批量生产； 优点：工艺成熟、可大批量生产；价 格低廉、性能稳定； 格低廉、性能稳定； 缺点：对温度较敏感， 缺点：对温度较敏感，高温时壳体容 易鼓胀，阀控电池容易发生热失控， 易鼓胀，阀控电池容易发生热失控， 低温时容量相对降低， 低温时容量相对降低，而且充电困 难。

201037GFM GFM--500500阀控电池阀控电池39四、储能用阀控铅蓄电池阀控电池工作原理气体再化合理论在富液式电池的双硫酸化理论的基础上在富液式电池的双硫酸化理论的基础上，工作原理图43四、储能用阀控铅蓄电池45四、储能用阀控铅蓄电池52四、储能用阀控铅蓄电池。