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    西恩迪蓄電池系統(tǒng)通常是由一組2V,6V, 10V或12V電池串聯(lián)而組成一個能夠提供較高電壓的電源系統(tǒng)。
    例如4只標(biāo)稱12伏的電池(24個單格)可以通過串聯(lián)而組成標(biāo)稱電壓為48V電源系統(tǒng)。
    多組串聯(lián)的電池可以并聯(lián)成為一個容量等于各串聯(lián)電池組容量總和的電源系統(tǒng)。例如
    2個各為48V 90安時容量的串聯(lián)電池組能夠通過并聯(lián)組成48V 180安時的電池組。 Liberty 品牌的MPS及UPS系列電池是一種依據(jù)電池內(nèi)部“氧化
    合循環(huán)”機(jī)理來設(shè)計的鉛酸電池。該設(shè)計使得電池在正常使用時減少或避免了因電解液分解生成氣體而造成電池失水、干枯這一缺陷,而且電池電解液是吸附在 AGM隔板中。這樣設(shè)計的結(jié)果是電池在使用過程中不需要添加水或電解質(zhì),也不需要測量電解液比重。
    C&D西恩迪蓄電池安全問題
    C&D西恩迪蓄電池的保養(yǎng)和服務(wù)需要熟悉鉛酸電池知識、人身安全要求和設(shè)備安全知識的人員進(jìn)行實施和監(jiān)督。非專職人員必須遠(yuǎn)離電池和保養(yǎng)活動。
    電氣事故
    C&D西恩迪蓄電池系統(tǒng)產(chǎn)生電擊和高短路電流的危險。保養(yǎng)VRLA電池的必須注意下列告誡:
    1、 去除一切個人金屬物件 (手表,戒指等)。
    2、 應(yīng)用絕緣工具。
    3、 穿戴全套眼鏡和橡皮手套。
    4、 注意電路極性。
    5、 不要隨意連接或中斷帶電電路。
    6、 在把電池搬上金屬架上之前,先用接地故障探測指示器檢查,確保電池沒有接地危
    險。沒有此指示器時,可測量電池與架之間的電壓是否為零。若不是,則必須在進(jìn)行其他操作前查明原因并予以解決。
    7、 避免在電池上面放置金屬工具。
    8、 在進(jìn)行電池保養(yǎng)時,應(yīng)盡可能避免接觸電池系統(tǒng)帶電的裸露部分。

    用于VRLA電池充電的某些充電機(jī)電路可能沒有隔離變壓器,因此,在這種系統(tǒng)上對電池進(jìn)行保養(yǎng)和收集數(shù)據(jù)時便必須特別小心。
    VRLA電池有時安裝在一些不方便接觸電池的電池箱中,此時,在對電池系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)和
    收集數(shù)據(jù)時也須特別小心。
    處理回收
    用過的C&D西恩迪蓄電池是要回收利用的。電池里裝有鉛和稀硫酸。處理時必須按照當(dāng)?shù)卣囊?guī)定。不要置于地面、湖泊或其他非特許的地方。
    化學(xué)事故
    C&D西恩迪蓄電池里溢出的任何液體都是含有稀硫酸的電解液,會傷害皮膚和眼睛,能導(dǎo)電、有
    腐蝕性。
    皮膚如果接觸了電解液,應(yīng)立即用水徹底沖洗。電解液如果進(jìn)入眼睛須用清水徹底清洗至少10分鐘或?qū)S玫闹行韵囱垡哼M(jìn)行清洗,并立刻就醫(yī)。
    任何濺出的電解液用弱堿性的溶液(例如碳酸鈉溶液)予以中和。
    火災(zāi)、爆炸和熱事故
    C&D西恩迪蓄電池處于過充電狀態(tài)時可能會釋放出含有氫氣的爆炸性氣體。電池安裝區(qū)域禁止吸煙、帶入火星。
    搬動電池之前先觸碰一下一個接地的金屬物體,釋放掉可能在人身上存在的靜電荷
    不要在密閉的環(huán)境中給電池充電。安裝電池時,電池之間要保留1.5cm以上的空間供對流冷卻。如果是裝在箱里的,木箱和房間必須進(jìn)行適當(dāng)通風(fēng)防止爆炸性氣體累積產(chǎn)生危險。
    告誡
    不可拆卸Liberty VRLA電池的排氣閥或給電池加水,這很不安全并將使質(zhì)保失效。
    大力神蓄電池MPS100-12大力神蓄電池完好性的開路電壓測試法
    大力神蓄電池有多個組件組成,且可能因儲存條件和誤用而老化。比如,一般在正常使用數(shù)年之后,正極板鉛合金板柵和活性物質(zhì)會逐漸老化,凝膠或吸附式電解質(zhì)可能發(fā)生一定程度的干化。 充電不當(dāng)和工作溫度升高均會大幅加速組件老化。 大力神蓄電池也會發(fā)生其它類型的現(xiàn)象,包括單格電池內(nèi)連接不良、導(dǎo)體腐蝕、活性物質(zhì)從陽極板脫落或陰陽極板之間發(fā)生短路。
    所有這些情況都會影響大力神蓄電池的性能(蓄電池容量),而且在某些情況下,可能導(dǎo)致大力神蓄電池不能使用,甚至出現(xiàn)更加危險的情況??梢詫Υ罅ι裥铍姵剡M(jìn)行若干項便捷且成本低的測試,確保大力神蓄電池的完整性和可用性。這些測試并不能確定或確保大力神蓄電池的實際容量,但是可以提示是否有必要進(jìn)行大力神蓄電池更換或執(zhí)行完整的容量性能測試。
    不同形式的完整性測試可供使用:
    開路電壓測試
    單格大力神電池完成充電24小時以上,其開路電壓與作為電池荷電狀態(tài)的電解質(zhì)的比重密切相關(guān)。大力神電池開路電壓約等于電解質(zhì)的比重加0.84。比如,電解質(zhì)比重為1.300的電池充分充電后,其開路電壓為2.14 VDC(1.300+0.84) 比重為1.280、充分荷電的大力神電池的開路電壓為2.12 VDC(1.280+0.84)。
    儲存過程中,電解質(zhì)中的硫酸被消耗而且由于自放電而在極板上形成硫酸鉛,所以電解質(zhì)的比重會逐漸降低。發(fā)生這種情況后,開路電壓將相應(yīng)降低。結(jié)果,開路大力神蓄電池的開路電壓就成了荷電狀態(tài)的指標(biāo)。
    比如,大力神蓄電池一般都擁有充分荷電的比重為1.300的電解質(zhì)和2.14 V/C開路電壓(3單格和6單格蓄電池的開路電壓分別為6.42和12.84 VDC)。大力神蓄電池繼儲存,則開路電壓將繼續(xù)下降。
    凝膠電解質(zhì)大力神蓄電池一般都有充分荷電的、比重為1.280的電解質(zhì),相應(yīng)的開路電壓為2.12 V/C(3單格和6單格大力神蓄電池的開路電壓分別為6.36和12.72 VDC)。持續(xù)儲存過程中,其開路電壓會相應(yīng)下降。
    對于儲存或未連接至充電器的大力神蓄電池,若由于自放電而失去20%的容量,則需要對其進(jìn)行更新充電。 此舉可確保大力神蓄電池安裝后動力強(qiáng)勁、可用性強(qiáng)。 如果大力神蓄電池自放電至較低的開路電壓,而且未進(jìn)行更新充電,那么這些大力神蓄電池最后可能變?yōu)槎搪冯姵鼗蛘呙媾R不可恢復(fù)的容量喪失。
    3單格和6單格大力神蓄電池運(yùn)行時的開路電壓分別低于5.7或11.5 VDC,那么則視為短路電池。全新的3單格和6單格蓄電池,若開路電壓分別低于6和12伏特,也被認(rèn)定為含有一個或多個短路電池。切勿對開路電壓極低的大力神蓄電池進(jìn)行充電或負(fù)載測試。若大力神蓄電池內(nèi)電流流動時發(fā)生短路,它產(chǎn)生的電火花可能點燃電池內(nèi)的常態(tài)氣體。
    所謂蓄電池即是儲存化學(xué)能量,于必要時放出電能的一種電氣化學(xué)設(shè)備。
    它用填滿海綿狀鉛的鉛基板柵(又稱格子體)作負(fù)極,填滿二氧化鉛的鉛基板柵作正極,并用密度1.26--1.33g/mlg/ml的稀硫酸作電解質(zhì)。電池在放電時,金屬鉛是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),生成硫酸鉛;二氧化鉛是正極,發(fā)生還原反應(yīng),生成硫酸鉛。電池在用直流電充電時,兩極分別生成單質(zhì)鉛和二氧化鉛。移去電源后,它又恢復(fù)到放電前的狀態(tài),組成化學(xué)電池。鉛蓄電池能反復(fù)充電、放電,它的單體電壓是2V,電池是由一個或多個單體構(gòu)成的電池組,簡稱蓄電池,最常見的是6V,其它還有2V、4V、8V、24V蓄電池。如汽車上用的蓄電池(俗稱電瓶)是6個鉛蓄電池串聯(lián)成12V的電池組。
    蓄電池內(nèi)阻與容量之間的關(guān)系其中有兩種含義:
    電池內(nèi)阻跟額定容量的關(guān)系,以及同一型號電池的內(nèi)阻跟荷電態(tài)SOC的關(guān)系。十多年前人們曾經(jīng)試圖利用閥控密封鉛酸蓄電池內(nèi)阻(或電導(dǎo))的變化去在線檢測電池的容量和預(yù)測電池壽命,但卻未能如愿;人們對動力電池的大電流放電能力提出了越來越高的要求,這就要求盡可能降低電池內(nèi)阻。因而本文將進(jìn)一步探索和闡明一些常用蓄電池內(nèi)阻與容量之間的內(nèi)在關(guān)系。
    我們在維護(hù)工作中,總結(jié)出針對C&D大力神電池鼓脹的解決辦法。一方面,根據(jù)C&D大力神電池的特性,對開關(guān)電源的C&D大力神蓄電池充電管理軟件做如下更改:
    一、為了縮短均充時間,避免過充引起的C&D大力神電池鼓脹,重新設(shè)置均浮充轉(zhuǎn)換條件,把原設(shè)定電流值10mA/Ah作為均充轉(zhuǎn)換條件更改為當(dāng)電流值下降到20mA/Ah時系統(tǒng)即自動轉(zhuǎn)換為浮充運(yùn)行。
    二、把開關(guān)電源的溫度傳感器接到電池柜,使得開關(guān)電源的浮充電壓能隨環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)整。增加過溫保護(hù),當(dāng)溫度達(dá)到40℃時系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換為浮充運(yùn)行,避免持續(xù)的大電流充電導(dǎo)致的C&D大力神電池鼓脹。
    三、為了防止C&D大力神電池過充,縮短均充保護(hù)時間,將均充保護(hù)時間由18小時改為10小時(均充保護(hù)時間的設(shè)置是為防止C&D大力神電池?zé)崾Э兀?dāng)均充電流無法降到設(shè)置的均浮充轉(zhuǎn)換電流值時,在規(guī)定時間內(nèi)系統(tǒng)強(qiáng)制轉(zhuǎn)為浮充)。
    四、延長定時均充周期,避免過頻的大電流均充。將定時均充周期原設(shè)定值100天更改為180天。
    五、取消開關(guān)電源的續(xù)流均充功能,避免過充電導(dǎo)致的C&D大力神電池鼓脹。
    通過以上對電池充電參數(shù)的修改,主要是在滿足對C&D大力神蓄電池充足電的情況下,避免開關(guān)電源對C&D大力神電池過充電。
    另一方面,為了防止安全閥的質(zhì)量問題導(dǎo)致的排氣不暢,應(yīng)注意日常巡檢中加強(qiáng)對安全閥的檢查,同時要求C&D大力神電池進(jìn)一步改進(jìn)安全閥的質(zhì)量檢測和制造工藝,確保安全閥在達(dá)到開閥值后能正常開閥排氣。
    通過以上處理,經(jīng)過一段時間的觀察,C&D大力神電池未再出現(xiàn)殼體鼓脹現(xiàn)象,運(yùn)行處于正常狀態(tài)。
    綜上所述,在南方高溫環(huán)境下,應(yīng)根據(jù)C&D大力神電池的特性,在保證C&D大力神蓄電池充足電的情況下,合理設(shè)置均充轉(zhuǎn)浮充的門限電流值和均充保護(hù)時間,避免C&D大力神電池過充出現(xiàn)C&D大力神電池殼體鼓脹問題,同時要做好電池的過溫保護(hù)以及加強(qiáng)對安全閥的檢查,發(fā)現(xiàn)問題要及時整改,以提高C&D大力神電池的使用效率和使用壽命。這樣,使膠體電池具有的節(jié)電、減少鉛和酸污染環(huán)境等優(yōu)勢得到最充分的發(fā)揮。

    太陽能系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng),以自然界取之不盡、用之不竭的光能和風(fēng)能作為能量源,通過一定轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)化為可以使用的電能,此能源自然、環(huán)保,充分體現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保、愛地球的理念。而此類電源能夠持續(xù)供電的能力需要儲能設(shè)備提供保障,目前主要使用的儲能設(shè)備是C&D大力神蓄電池。以下以光伏系統(tǒng)為例介紹C&D大力神蓄電池在該系統(tǒng)中的應(yīng)用。
    1 光伏系統(tǒng)的工作原理
    在光照條件好的情況下,C&D大力神電池組件產(chǎn)生一定的電動勢,通過組件的串、并聯(lián)形成C&D大力神電池方陣,使得方陣電壓達(dá)到系統(tǒng)輸入電壓的要求。一部分供給電力系統(tǒng)使用,一部分通過充放電控制器對C&D大力神蓄電池進(jìn)行充電,將光能轉(zhuǎn)換來的電能儲存起來。在光照條件達(dá)不到要求時,C&D大力神蓄電池組再通過逆變器提供電力系統(tǒng)所需的電力。
    2 光伏發(fā)電系統(tǒng)用C&D大力神蓄電池的工作條件
    在光伏電站使用環(huán)境中,光照條件好時(白天),太陽能電池組件接收太陽光,輸出電能,一部分直流和交流負(fù)載工作,另一部分供給C&D大力神蓄電池充電;光照條件不好時(夜晚或陰雨天),C&D大力神電池組件無法工作,C&D大力神蓄電池組供電,供給直流或交流負(fù)載,C&D大力神蓄電池處于循環(huán)狀態(tài)。因此,在這種使用環(huán)境下,C&D大力神蓄電池的壽命為循環(huán)壽命。
    應(yīng)用于光伏系統(tǒng)中的C&D大力神蓄電池的工作條件和C&D大力神蓄電池應(yīng)用在其它場合的工作條件不同。其主要區(qū)別可以概括為以下幾點:
    (1)充電率非常小, 由于成本、位置空間等問題,太陽能電池投入數(shù)量會受到很大的限制,為了保證電力系統(tǒng)的正常使用,往往提供給C&D大力神蓄電池的充電電力變得十分有限,平均充電電流一般為0.05C10~0.1C10,很少達(dá)到0.1C10。
    (2)放電率非常小,太陽能系統(tǒng)設(shè)計時需要考慮到最大負(fù)載容量,最長后備時間,配置的C&D大力神蓄電池容量較大,而實際使用過程中負(fù)載相對設(shè)計小得多,C&D大力神蓄電池放電率通常為C20~C240,或者更小。
    (3)由于受到自然資源的限制,C&D大力神蓄電池只有在有日照時才能充電,即充電時間受到限制。
    (4)不能按給定的充電規(guī)律對C&D大力神蓄電池進(jìn)行充電。
    3 光伏發(fā)電系統(tǒng)對C&D大力神蓄電池的性能要求
    光伏發(fā)電系統(tǒng)中的C&D大力神蓄電池頻繁處于充電-放電的反復(fù)循環(huán)中,由于日照的不穩(wěn)定性,過充電和深放電的不利情況時有發(fā)生,加之光伏發(fā)電系統(tǒng)大部分在西部地區(qū)使用,海拔都在2500m以上。因此,對光伏發(fā)電系統(tǒng)中的C&D大力神蓄電池有如下要求:
    (1)具有深循環(huán)放電性能,充放電循環(huán)壽命長;
    (2)耐過充電能力強(qiáng);
    (3)過放電后容量恢復(fù)能力強(qiáng);
    (4)良好的充電接受能力;
    (5)C&D大力神電池在靜態(tài)環(huán)境中使用時,電解液不易分層;
    (6)具有免維護(hù)或少維護(hù)的性能;
    (7)應(yīng)具備良好的高、低溫充放電特性;
    (8)能適應(yīng)高海拔(在2500m以上)地區(qū)的使用環(huán)境;
    (9)C&D大力神蓄電池組中各C&D大力神蓄電池一致性良好。
    4 光伏系統(tǒng)用儲能C&D大力神蓄電池的設(shè)計實踐
    根據(jù)光伏系統(tǒng)用蓄電池的工作條件以及對光伏系統(tǒng)用C&D大力神蓄電池性能的特殊要求,結(jié)合上述影響C&D大力神蓄電池壽命的因素,在C&D大力神蓄電池的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列的研究和技術(shù)改進(jìn),設(shè)計開發(fā)了光伏系統(tǒng)專用C&D大力神蓄電池。具體改進(jìn)措施有以下幾方面:
    (1)板柵合金:采用了適合循環(huán)使用鉛銻或者鉛鎘板柵合金,既能防止極板在使用過程中腐蝕增長,又可消除板柵和活性物質(zhì)的界面上的阻擋層,杜絕了早期容量衰減。其充電效率和深放電后的恢復(fù)性能都很理想。由于鎘為有毒元素,現(xiàn)在限制使用。但由于鉛銻合金電池失水嚴(yán)重,現(xiàn)在一般做成開口式蓄電池需要定期補(bǔ)水,需要人員定期維護(hù)。
    (2)板柵結(jié)構(gòu):采用了特殊的板柵結(jié)構(gòu),可防止因板柵增長而導(dǎo)致C&D大力神蓄電池?fù)p壞,并增加了板柵的厚度,以延長C&D大力神蓄電池的使用壽命?,F(xiàn)在常用管式正極板柵設(shè)計,有限解決了因活性與板柵之間接觸不好的問題。
    (3)鉛膏:在正、負(fù)鉛膏中,添加可增加導(dǎo)電性的添加劑,如石墨、乙炔黑等,并改進(jìn)和膏工藝和固化工藝,提高了蓄電池的充電接受能力、過放電后容量恢復(fù)能力和深循環(huán)壽命。
    (4)裝配壓力:提高電池的裝配壓力,以提高蓄電池的循環(huán)使用壽命。采用了高強(qiáng)度緊裝配技術(shù),確保蓄電池緊裝配壓力得以實現(xiàn)。
    (5)電解液:降低硫酸電解液的比重,并添加特殊的電液添加劑,可以降低對極板的腐蝕,減少電液分層的產(chǎn)生,提高了電池的充電接受能力和過放電性能。
    (6)雜質(zhì)的控制:對各種材料的雜質(zhì)(如Sb、Fe、Ni等)進(jìn)行嚴(yán)格控制,特別是合金中雜質(zhì)的控制,降低了電池的自放電,杜絕了負(fù)極總線腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。
    (7)正負(fù)活性物質(zhì)的配比:針對光伏系統(tǒng)用儲能VRLA蓄電池的充放電特點,調(diào)整了正負(fù)活性物質(zhì)的配比,提高蓄電池的循環(huán)壽命。
    (8)安全閥:對安全閥還考慮了海拔2500m以上的高原氣候的影響,特別調(diào)整了開閉閥的壓力,采用專用安全閥。
    (9)電池結(jié)構(gòu):降低了電池總高度。采用矮型結(jié)構(gòu),可以大大降低由于電液分層現(xiàn)象導(dǎo)致蓄電池的使用壽命和容量受到不利影響。但由于膠體電池不易出現(xiàn)電解液分層現(xiàn)場,無此限制。
    (10)C&D大力神蓄電池各單體電池的一致性:這里提到的一致性不僅是指電池的開路電壓,初期容量,還包括C&D大力神電池的內(nèi)阻、自放電,以及充電效率等,這就要求足夠的制造精度,即從鉛粉、鑄片、和膏、涂片、固化、化成、干燥裝配、加酸、充電到最后的四項功能檢測都必須控制在較小的公差范圍內(nèi),所以采用機(jī)鑄、機(jī)涂、組立機(jī)裝配以及精確注酸是確保電池一致性的可靠保證,盡量減少人為因素。
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    蓄電池(Storage Battery)是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置,是按可再充電設(shè)計的電池,通過可逆的化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)再充電,通常是指鉛酸蓄電池,它是電池中的一種,屬于二次電池。它的工作原理:充電時利用外部的電能使內(nèi)部活性物質(zhì)再生,把電能儲存為化學(xué)能,需要放電時再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能輸出,比如生活中常用的手機(jī)電池等。
    蓄電池經(jīng)常過量充電,即使充電電流不大,但電解液長時間“沸騰”,除了活性物質(zhì)表面的細(xì)小顆粒易于脫落外,還會使柵架過分氧化,造成活性物質(zhì)與柵架松散剝離。
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