光伏电站中蓄电池的维护

杨川

摘 要：改革开放以来，我国加大了光伏电站的建设力度，为广大群众提供更加方便、快捷的照明方式，同时也增加了许多光伏电站的运行及维护知识。光伏蓄电池的只要功能就是储能，换句话说就是把太能蓄电池所提供的电能转化成化学能，储存在光伏蓄电池中，以供人们使用。其是保证光伏电站顺利运行的关键部分，也是光伏电站不可或缺和很难维护的一部分。所以蓄电池的维护是整个光伏电站运行是过程中最重要的环节。

关键词：铅酸蓄电池；蓄电池维护；光伏电站

1 蓄电池的工作原理和控制器的操作方式

1.1 铅酸蓄电池的工作原理

1.1.1铅酸蓄电池的电动势

铅酸电池在充电后，其硫酸溶液内的水分子会发生作用，正极板的二氧化铅与H2O化合后，生成稳定性差，且可离解的氧化铅，在正极板上就出现了铅离子，而氢氧根的离子一直在溶液中，致使正极板出现电子缺失。留在负极板上面的铅，会与电解液内硫酸出现化学反应，生成可转移到电解溶液的铅离子，使负极板上就留了两个电子。显而易见，在蓄电池没有接通电路时，在负极板上会多出受化学作用的电子，而正极板就缺少电子，出现电位差，其就是铅酸蓄电池产生电动势的主要形成原因。

1.1.2铅酸蓄电池放电过程中的电化学反应

铅酸电池放电的过程中，电池内部发生的化学反应主要是由于蓄电池中出现电位差，以致电池的负极板中的电子通过负载的形式直接进入到电池的正极，形成电流。同时又由于蓄电池负极板铅原子放出电子后，形成pb2+，其与电解液中SO42-发生反应，形成溶解性较差的Pb2SO4。此外，受电力场影响，电解液内的氢离子与硫酸根离子会向电池两极移动，电池内部就产生了电流，形成回路，确保蓄电池不断放电。

1.1.3铅酸蓄电池充电过程中的电化反应

铅酸蓄电池充电时需与直流电源外接，保证在放电后的正、负极板上生成物可恢复为活性物质，将外界电能直接转化成势能储存。受外界电流作用，正极板上的硫酸铅可被解离为硫酸根负离子及二价铅离子，同时正极电子会被外电源直接吸取，正极板上的二价铅离子也会释放电子进行补充，进而形成四价铅离子，并与H2O发生反应，生成二氧化铅。同样受外界电流作用，负极板上的硫酸铅被解离SO42-和pb2+，此时负极中国的电子直接被外电源吸收，与其附近的pb2+被中和形成pb单质，且以绒状物的形式附着在负极板上。同时在电厂的作用下，正极形成的SO42-以及H+会向负极转移，然而正极中的SO42-逐渐转向正极，以形成完整的电流。

1.1.4铅酸苏电池充放电时电解液的变化

基于以上蓄电池电化学反应的基础上，不难发现蓄电池在放电的时候，会消耗掉电解液内的硫酸，而生成越来越多的水，致使溶液的硫酸含量降低。而铅酸蓄电池的充电过程，则是一个硫酸物质不断增多，而水物质不断减少的过程，进而形成高浓度的溶液。因此，在具体的操作过程中，通过蓄电池电解液的浓度变化可以判别其的充电情况。

2 影响光伏电站蓄电池使用年限的因素

蓄电池的内阻是指电流流过蓄电池内部时所受到的阻力，铅酸蓄电池的内阻很小，需要用专门的仪器才可以测得到比较准确的结果，蓄电池修复仪一般所指的蓄电池内阻是充电态内阻，即蓄电池充满电视的内阻。与之对应的是放电态内阻，指蓄电池充分放电后的内阻。一般说来，放电态内阻比充电态内阻大，并且不太稳定。蓄电池的内阻越大，蓄电池自身消耗掉的能量越多，其使效率越低。内阻很大的蓄电池在充电时发热很厉害，使蓄电池的温度急剧上升，对蓄电池和充电器的影响很大。随着蓄电池使用次数的增多，由于电解液的消耗以及蓄电池内阻部化学物质的活性的降低，蓄电池的内阻会偶不同程度的增大，质量越差的蓄电池增大得越快。

蓄电池内阻部阻抗会因放电量增加而加大，尤其是在放电终止时阻抗最大，主要因为放电的进行使得极板产生不良导体硫酸铅以及电解液比重下降，故放电后由务必要马上充电，若任其持续放电，则硫酸铅形成安定的白色晶体后，即使充电，极板的活性物质亦无法恢复原状，从而将缩短蓄电池的使用寿命。

3 光伏电站中蓄电池的维护重点

阀控式铅酸密封蓄电池在光伏电站中的维护也不是绝对安全的，还需要经常对其维护。使蓄电电池经常处于饱满状态是维护的基本准则，但充电过度。在平时的维护工作中应做到以下几点：

1）严格把控蓄电池的过放控制点，必须依据厂家提供的各项参数来设置；

2）安装蓄电池时要保持一定的空隙，以便于其工作时散热，室内温度应长期保持在25度；

3）若蓄电池出现过度放电时，应及时补充，尽量在下一次使用时电是饱满；

4）如果在维护中发现个别有问题的蓄电池，应及时维修或更换。

4 结论

在日常生活中要注意蓄电池的维护与保养，尤其需要关注的就是定期对蓄电池进行检查以及智能检测，及时发现问题、解决问题，并对出现壳体变形、蓄电池漏液以及电路连接不合理等问题，及时进行科学、合理的分析，制定行之可效的解决方案，以供人们在日常的生活使用中做好对学电池的保护工作。同时，对蓄电池进行合理、科学的维护，不仅能够延长期使用寿命，还能及时发现并消除個别过早失效的蓄电池，确保光伏电站能更持久、稳定地发展。

参考文献

[1]陆佑楣.中国水电开发与可持续发展[J].中国三峡建设，2011（1）：4-6.

[2]高季章.中国水力发电现状问题和政策建议[J].中国能源，2012（8）：4-7.

[3]方子云.水利建设的环境效应分析与量化[M].中国环境科学出版社，1993.

[4]宋青山.阀控铅酸电池的应用及分析[J].蓄电池，2012（4）：7-9.

（作者单位：英利能源（中国）有限公司）

薛红文

摘 要：蓄电池是维持独立光伏电站正常运行的重要设备之一。其作用是利用太阳电池将太阳能转换成的电能，再把电能转化成化学能储存在蓄电池中，当用户需要用电时再将蓄电池中的化学能转变成电能提供给用户。在独立光伏电站设计时，选择合适的蓄电池，对于独立光伏电站的正常运行是非常重要的。

关键词：光伏电站；蓄电池；维护

引言

蓄电池是电池中的一种，它把化学能转化為电能，供给机动车电力。蓄电池有启动电池和牵引电池之分，而启动电池又包括免维护电池和加蒸馏水或专用补液电池。

1蓄电池的分类

1.1普通蓄电池

普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成，解液是硫酸的水溶液。它的主要优点是电压稳定、价格便宜。缺点是比能低、使用寿命短和日常维护频繁，蓄电池寿命约为1年。

1.2干荷蓄电池

它的全称是干式荷电铅酸蓄电池，它的主要特点是负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量。使用时，只需加入电解液，20—30分钟后就可使用，蓄电池寿命大约为2—3年。

1.3免维护蓄电池

免维护蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。市场上的免维护蓄电池也有两种，第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护，另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死，用户根本就不能加补充液，蓄电池寿命大约为4年。

2光伏电站蓄电池的工作原理

蓄电池的品种很多，但在独立光伏电站中常用的蓄电池主要是铅酸蓄电池和镉镍蓄电池。以铅酸蓄电池为例，简单介绍具体的工作原理和操作方式。

2.1铅酸蓄电池的电动势

铅酸电池在充电后，其硫酸溶液内的水分子会发生作用，正极板的二氧化铅与H2O化合后，生成稳定性差，且可离解的氧化铅，在正极板上就出现了铅离子，而氢氧根的离子一直在溶液中，致使正极板出现电子缺失。留在负极板上面的铅，会与电解液内硫酸出现化学反应，生成可转移到电解溶液的铅离子，使负极板上就留了两个电子。显而易见，在蓄电池没有接通电路时，在负极板上会多出受化学作用的电子，而正极板就缺少电子，出现电位差，其就是铅酸蓄电池产生电动势的主要形成原因。

2.2铅酸蓄电池放电过程中的电化学反应

铅酸电池放电的过程中，电池内部发生的化学反应主要是由于蓄电池中出现电位差，以致电池的负极板中的电子通过负载的形式直接进入到电池的正极，形成电流。同时又由于蓄电池负极板铅原子放出电子后，形成pb2+，其与电解液中SO42-发生反应，形成溶解性较差的Pb2SO4。此外，受电力场影响，电解液内的氢离子与硫酸根离子会向电池两极移动，电池内部就产生了电流，形成回路，确保蓄电池不断放电。

2.3铅酸蓄电池充电过程中的电化反应

铅酸蓄电池充电时需与直流电源外接，保证在放电后的正、负极板上生成物可恢复为活性物质，将外界电能直接转化成势能储存。受外界电流作用，正极板上的硫酸铅可被解离为硫酸根负离子及二价铅离子，同时正极电子会被外电源直接吸取，正极板上的二价铅离子也会释放电子进行补充，进而形成四价铅离子，并与H2O发生反应，生成二氧化铅。同样受外界电流作用，负极板上的硫酸铅被解离SO42-和pb2+，此时负极中国的电子直接被外电源吸收，与其附近的pb2+被中和形成pb单质，且以绒状物的形式附着在负极板上。同时在电厂的作用下，正极形成的SO42-以及H+会向负极转移，然而正极中的SO42-逐渐转向正极，以形成完整的电流。

2.4铅酸苏电池充放电时电解液的变化

基于以上蓄电池电化学反应的基础上，不难发现蓄电池在放电的时候，会消耗掉电解液内的硫酸，而生成越来越多的水，致使溶液的硫酸含量降低。而铅酸蓄电池的充电过程，则是一个硫酸物质不断增多，而水物质不断减少的过程，进而形成高浓度的溶液。因此，在具体的操作过程中，通过蓄电池电解液的浓度变化可以判别其的充电情况。

3影响蓄电池使用寿命的原因

光伏电站中蓄电池的能量是由太阳能资源提供的，白天由太阳能转化为电能给蓄电池充电，夜间由蓄电池给用户提供所需的电能。由于太阳能是一种不连续、不稳定的能量，因此若白天太阳能提供的能量不能满足夜间所需用电量，就会使蓄电池的容量不断下降，若蓄电池经常充电不足，在蓄电池极板上剩留的部分硫酸铅会逐渐积累成粗大的颗粒，互相凝结变硬，这时即使再充电也无法还原了，最终缩短蓄电池的使用寿命。另外过放电和过充电也会造成电池容量损失而降低使用寿命或报废。过度过充电会引发失水，最终导致电池干涸；过度过放电会引起蓄电池极板硫酸盐化。

4光伏蓄电池的使用和维护

（1）工作适宜温度15～20℃。

（2）光伏蓄电池联接的方法为：将光伏蓄电池的正极与正极、负极与负极联接。这样光伏蓄电池的电量就会增加一倍，而电压与一块光伏蓄电池的电压一样。光伏蓄电池两极柱切不可短路（碰头）。

（3）对于新安装或整修后第一次充电的光伏蓄电池，进行一次较长时间的充电，为初充电，应按额定容量1/10的电流来进行充电。安装前必须测量蓄电池是否充足，如电力不足，请在阳光充足的地方对蓄电池进行8—16小时以上充电或者用交流电先把电池充足，应严格避免过放充电。用交流电正常充电时，最好采用分级充电方式，即在充电初期用较大电流的恒流均充，充到均充电压并恒压一定时间后改用常规的恒压浮充方式。

（4）保持蓄电池本身的清洁。安装好的光伏蓄电池极柱应涂上凡士林，防止腐蚀极柱。

（5）为光伏蓄电池配置在线监测管理技术，对光伏蓄电池进行内阻在线测量与分析，及时发现蓄电池的缺陷，及时进行维护。

（6）冬季预防光伏蓄电池冻裂，夏季避免阳光直晒，应将光伏蓄电池放于通风阴冷处。

5结语

总之，要做好蓄电池的后期运行维护管理，降低蓄电池组的运行故障，确保光伏电站的正常运行，最终实现安全可靠的用户供电服务。

参考文献

[1]孟雪，徐建文，宋立娣，等.浅谈铅酸蓄电池的防爆设计和维护[J].电气防 爆，2011，（2）.

[2]宋青山.阀控铅酸电池的应用及分析[J].蓄电池，2012（4）：7-9.

（作者单位：英利能源（中国）有限公司）