247 蓄能應(yīng)用方法-鉛蓄電池

●語(yǔ)音講解-鉛蓄電池

鉛電池

鋰電池

鎳電池（鎳鎘，鎳氫等）

其他電池

鉛蓄電池-鉛酸電池，鉛炭電池，電瓶等。

構(gòu)成（以鉛酸電池為例）

正極板（活性物質(zhì)為PbO2，深棕色差），負(fù)極板（海綿狀純鉛Pb，青灰色），電解液（硫酸水溶液），隔板，電連接條，正負(fù)極柱，殼體等。

原理

通過(guò)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)蓄電，即極板上化學(xué)物質(zhì)與電解液中硫酸的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。具體如下。

特點(diǎn)

電壓穩(wěn)定，電流范圍寬，使用溫度范圍寬，造價(jià)低，可充放電數(shù)百個(gè)循環(huán)（鉛酸蓄電池）至數(shù)千個(gè)循環(huán)（鉛炭蓄電池），使用壽命可達(dá)3～10年左右；不足之處是單位重量的蓄電密度相對(duì)小，廢棄后處理要求高。

應(yīng)用領(lǐng)域

起動(dòng)型（汽車(chē)、摩托車(chē)起動(dòng)等），固定型（電子控制系統(tǒng)的備用電源），牽引型（各種蓄電池車(chē)動(dòng)力電源），儲(chǔ)能型（風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等系統(tǒng)的電能儲(chǔ)存等）。

技術(shù)參數(shù)

某蓄電池參數(shù)為：額定電壓12V，容量250Ah（10hr，1.8V/單體，25℃），重量72kg，最大放電電流30I₁₀A（3分鐘），最大充電電流<0.25C10。

容量-250Ah（10hr，1.8V/單體，25℃），表示在25℃時(shí)可10小時(shí)以25A的電流放電，使單個(gè)電池電壓降至1.8V所放出的電量。

額定電壓：常見(jiàn)規(guī)格有2V、6V、12V、24V等，單體的鉛酸蓄電池是2V，12V的蓄電池是由6個(gè)單體串聯(lián)而成。

蓄電池的實(shí)際電壓和用電負(fù)載有關(guān)，也與剩余電量有關(guān)。如蓄電池滿(mǎn)荷電壓為12.8V（額定電壓為12V）時(shí)，剩余電量與電壓的大致關(guān)系為：12.8V/100%，12.4V/80%，12.2V/60%，12.0V/50%，11.8V/30%，11.6V/20%，11.3V/10%，10.5V/2%。

充電電流-通常與電池容量有關(guān)。如電池容量C=100Ah，充電電流為0.15C=0.15*100=15A.

膠體鉛酸電池的最大充電電流通常為0.15C；鉛炭蓄電池充電電流可較大，如250Ah蓄電池，最大充電電流可達(dá)0.25C10，表示10小時(shí)內(nèi)最大充電電流可為0.25*250=62.5A.

充電電流和系統(tǒng)有很大關(guān)系。如系統(tǒng)中光伏組件5000W，蓄電池組電壓48V，則蓄電池最大充電電流約100A，如采用最大充電電流0.1C的普通鉛酸蓄電池，則蓄電池容量至少為1000Ah；如采用最大充電電流0.25C的鉛炭蓄電池，則蓄電池容量至少為400Ah.

具體充電管理時(shí)可采用多段（如先恒流，后恒壓）充電或脈沖充電。對(duì)0.1C的蓄電池其充電電流可按容量的10%考慮，如100Ah-12V的蓄電池，充電電壓可為15V，充電電流可為10A.

放電電流-膠體鉛酸蓄電池的最大放電電流一般為3/10左右，即為10小時(shí)平均放電電流的3倍左右，對(duì)250Ah的蓄電池，為3*25=75A；鉛炭蓄電池的最大放電電流則可為30/10.

放電電流也和系統(tǒng)負(fù)載有關(guān)。如系統(tǒng)中負(fù)載10000W，蓄電池組48V，則蓄電池最大放電電流約200A，30/10的鉛炭蓄電池容量約需80Ah，3/10的膠體鉛酸蓄電池容量則需800Ah.

放電深度管理：放電深度是指放電量約蓄電池額定容量的比值。放電深度越大，充電壽命越短，適宜的放電深度約為60%左右。

放電能量。放電能量與蓄電池容量及電壓有關(guān)，如24V-100Ah蓄電池，理論能量為24*100=2400Wh；如放電深度為60%，則實(shí)際可用能量為2400*0.6=1440Wh；放電能量也和溫度有關(guān)，溫度越低，實(shí)際放電能量越小。

選用示例

某太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用系統(tǒng)，光伏組合發(fā)電功率3.6kW，系統(tǒng)電壓48V，系統(tǒng)負(fù)載4.0kW，負(fù)載峰值5.0kW，要求最大電量8kWh，平均電量6kWh，壽命要求6年以上。

系統(tǒng)最大充電電流：

3600/48=74A

最大放電電流：

5000/48=104A

采用鉛炭電池，按最大充電電流0.25C10考慮，所需容量為300Ah；按最大放電電流30/10考慮，所需容量35Ah；按要求使用壽命6年以上時(shí)放電深度取70%，則所需容量為（按平均電量6kWh計(jì)算）：

6000/(48*0.7)=179Ah

綜合考慮上述因素，選取12V-200Ah的蓄電池4節(jié)，總?cè)萘?/span>9.6kWh，偶爾可放電8kWh，平均放電深度：

6/9.6=62.5%。

●研討

示例中最后選取容量為48V-200Ah，是否低于充電所需容量，如何考慮？

調(diào)研分析鉛蓄電池的類(lèi)型及其特點(diǎn)。

鉛蓄電池到達(dá)使用壽命后如何進(jìn)行無(wú)害化或資源化處理？