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昊能蓄電池HN-12V65AH 12V65AH放電無內(nèi)阻
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對(duì)蓄電池的智能充電進(jìn)行控制對(duì)小型風(fēng)光互補(bǔ)電源系統(tǒng)來說至關(guān)重要,。文章主要對(duì)小型風(fēng)光互補(bǔ)電源的蓄電池智能充電裝置進(jìn)行了分析,，并提出了蓄電池的優(yōu)化充電方式。
關(guān)鍵詞：風(fēng)光互補(bǔ)電源;蓄電池;智能充電;優(yōu)化充電;恒流充電;恒壓充電
在風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中,，為了提高發(fā)電系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性與連續(xù)性,，將蓄電池作為儲(chǔ)能裝備，由于鉛酸蓄電池的耐過充電與過放電能力較差,，而太陽能與風(fēng)能的發(fā)電隨機(jī)性較強(qiáng),，穩(wěn)定性差，在發(fā)電系統(tǒng)中難以保證有規(guī)律的充電,。因此,，如果在風(fēng)光互補(bǔ)電源系統(tǒng)中，對(duì)蓄電池的充電控制與保護(hù)不當(dāng),，很可能造成蓄電池?fù)p壞,，因此對(duì)蓄電池的智能充電控制對(duì)小型風(fēng)光互補(bǔ)電源系統(tǒng)來說至關(guān)重要。
一、小型風(fēng)光互補(bǔ)電源的工作原理
小型風(fēng)光發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示,，主要由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,、逆變器、控制器,、太陽能光伏方陣,、蓄電池等組成。
當(dāng)風(fēng)力達(dá)到一定數(shù)值時(shí),，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為交流形式電能,，但是由于其產(chǎn)生的交流電壓不穩(wěn)定，因此需要通過整流器發(fā)生效應(yīng),，實(shí)現(xiàn)蓄電池充電,。光伏方陣由若干個(gè)太陽電池板串聯(lián)或并聯(lián)而成。通過這種作用,，將太陽能直接轉(zhuǎn)化為直流形式電能,，并實(shí)現(xiàn)蓄電池的充電。在系統(tǒng)的蓄電池中,，主要發(fā)揮存儲(chǔ)及調(diào)節(jié)電能的作用,，當(dāng)日照充足或者風(fēng)力較大的情況下，會(huì)產(chǎn)生電能過程,，蓄電池即可將多余電能存儲(chǔ)起來;當(dāng)系統(tǒng)的發(fā)電量不足或者用電量過大時(shí),，蓄電池則可向負(fù)荷補(bǔ)充電能，以此確保電壓穩(wěn)定,。因此,，應(yīng)設(shè)計(jì)專門控制裝置，根據(jù)日照強(qiáng)弱,、風(fēng)力大小以及負(fù)荷量變化等，不斷切換并調(diào)節(jié)蓄電池的工作狀態(tài),，以確保在充電,、放電或者浮充電多種工況下替換運(yùn)行，可確保光伏,、風(fēng)力和互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性,、連續(xù)性等，具有以上功能的裝置即為控制器,，一般控制器也要具備避免蓄電池過充電或者過放電等功能,。
按照要求的不同，有些系統(tǒng)還具備高低壓報(bào)警與電流電壓指示,、斷開,、安時(shí)數(shù)計(jì)量、太陽電池方針功率調(diào)節(jié),、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,、自動(dòng)均衡充電等功能,。如果是直流負(fù)荷，且蓄電池與工作電壓保持*,，就可以直接由控制器輸出端使用;如果兩者電壓不符,，就需要增加DC/DC轉(zhuǎn)換功能;如果是交流負(fù)荷，則需要使用逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為50Hz的交流電,，以供負(fù)荷使用,。有些逆變器自身具有穩(wěn)壓作用，可改善光伏與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的供電質(zhì)量,，提高風(fēng)光互補(bǔ)的發(fā)電效率,。
二、蓄電池智能充電裝置的設(shè)計(jì)
為了優(yōu)化蓄電池的使用功能,，可采取分只分時(shí)均充的蓄電池管理方法,，主要思想為：每次檢測(cè)一只蓄電池的電壓，如果需要充電則進(jìn)行充電,，否則斷開蓄電池,，切換下一只電池，直到整組的蓄電池全部檢測(cè)完畢,，形成一個(gè)循環(huán),，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池組中每個(gè)蓄電池的均勻管理。這種均充方法可確保單個(gè)蓄電池以及整個(gè)蓄電池組都不會(huì)產(chǎn)生過充電或者過放電現(xiàn)象,，減少單只電池的損壞率,，提高蓄電池組使用效率與使用壽命。蓄電池組的均勻管理控制系統(tǒng)可見,，蓄電池組均勻管理控制系統(tǒng)主要由蓄電池組,、蓄電池電壓檢測(cè)裝置、電池自動(dòng)切換裝置,、恒流定壓充電裝置,、可編程邏輯控制器(PLC)構(gòu)成。
三,、蓄電池的智能充電方式
蓄電池的價(jià)格低廉,、容量大、成本低,，因此使用廣泛,。但是出于其固有特性，如果使用不當(dāng)則會(huì)很大縮短壽命,。影響蓄電池充電效率及使用壽命的原因有很多,，選擇合理的充電方式是重要手段之一。可見,，設(shè)計(jì)智能型蓄電池充電器十分必要,。
(一)恒流充電
恒流充電是以電流形式充電。在充電過程中,，隨著蓄電池的電壓變化,，不斷調(diào)整電流以確保恒定不變。這種方法比較適合多個(gè)蓄電池的串聯(lián)形式,，對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電,，可應(yīng)用于小電流的長時(shí)間充電模式。但是這種充電方式,，在蓄電池開始充電時(shí)的電流比較小,，而后期電流又過大，造成整個(gè)充電時(shí)間延長,，尤其在充電后期會(huì)析出較多氣體,，對(duì)機(jī)板產(chǎn)生沖擊，能耗高,、充電效率不足65%,。
(二)恒壓充電
恒壓充電主要以恒定電壓對(duì)蓄電池進(jìn)行持續(xù)充電，因此在充電初期,，由于蓄電池的電壓比較低,、充電電流較大，但是隨著電流電壓的不斷升高,，電流也會(huì)隨之減少,。在充電末期，只剩下很小電流通過,，就不需要在充電過程中調(diào)整電流,。與恒流充電方式相比，這種充電方法的時(shí)間短,、析氣量小,、能耗低，充電效率可達(dá)到80%,，如果選擇恰當(dāng)?shù)某潆婋妷海?小時(shí)
內(nèi)即可完成充電,。但是這種方式也存在一定不足：
1.在充電前期,，如果蓄電池的放電深度過深,，電電流會(huì)較大，此時(shí)難以確保充電控制器的安全,，并對(duì)蓄電池不利,。
2.如果蓄電池的電壓過低，在充電后期電流較小，充電時(shí)間就會(huì)延長,，不適用于多個(gè)串聯(lián)的電池組,。
3.蓄電池端電壓的變化難以補(bǔ)償，在充電過程中無法保障落后電池的*充電,。這種充電方式,，多應(yīng)用于小型光伏發(fā)電系統(tǒng)中，由于充電電源來自太陽能的陣列,，其功率不會(huì)對(duì)蓄電池產(chǎn)生較大電流,，并且此系統(tǒng)中的蓄電池組串聯(lián)不多。
這種方法可有效克服恒流及恒壓充電的缺點(diǎn),，以兩者結(jié)合方式實(shí)現(xiàn)充電控制,。它要求首先對(duì)蓄電池實(shí)行恒流充電，當(dāng)蓄電池的充電達(dá)到一定容量時(shí),，再采用恒壓方式充電,，這樣就可避免蓄電池在初期產(chǎn)生過大的電流或者在后期產(chǎn)生高電壓，減少蓄電池析氣,。當(dāng)兩階段的充電完畢,，也就是蓄電池容量已達(dá)到額定容量狀態(tài)下，很多充電控制器允許對(duì)蓄電池進(jìn)行小電流的充電,，可彌補(bǔ)蓄電池自放電容量,，這種通過小電流充電的方式即浮充。這也是在前兩階段基礎(chǔ)上的第三階段,，且充電電壓低于恒壓階段,。考慮到系統(tǒng)中蓄電池的充電電流限制,，設(shè)計(jì)充電控制器可采用PWM技術(shù),，實(shí)現(xiàn)恒流和恒壓兩種方式以上的充電。風(fēng)光互補(bǔ)電源智能系統(tǒng)作為我國邊遠(yuǎn)地區(qū)的獨(dú)立供電系統(tǒng),，需要不間斷地提供電力能源,，蓄電池在這種系統(tǒng)中，基本以浮充方式完成充電,。
在這種工作方式下,，蓄電池并非在典型的充放電循環(huán)中工作，而是在主充電,、限流充電及浮充三個(gè)階段中持續(xù)工作,。在主充電階段，對(duì)蓄電池實(shí)現(xiàn)恒流大電流充電,，此時(shí)電池電壓迅速上升,，如果電壓升到均勻充電的設(shè)計(jì)值時(shí),，再進(jìn)入第二階段進(jìn)行限流充電。
當(dāng)電流已經(jīng)減少到一定數(shù)值時(shí),，電池已經(jīng)基本充滿,，此時(shí)即進(jìn)入第三階段，通過渭流形式實(shí)現(xiàn)浮充電,，保持蓄電池的荷電,。當(dāng)蓄電池的電能充足，如果脫離了系統(tǒng)的存儲(chǔ),，再加上電池中的化學(xué)物質(zhì)不夠純凈,，一些雜質(zhì)與活性物質(zhì)構(gòu)成短路式微原電池，循環(huán)式地在電池中放電,，不斷損耗蓄電池的容量,，這種現(xiàn)象即自放電。由于蓄電池的自放電現(xiàn)象很難*控制,，因此需要以小電流間斷充電,，即浮充電，確保電池的容量充足,。
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