1. 前言
隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，以化石能源為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)主體面臨極大的危機和挑戰(zhàn)，能源危機與環(huán)境惡化日益加??；世界主要的發(fā)達國家都越來越重視可再生能源的開發(fā)研究。太陽能、風能作為清潔可再生能源以其蘊藏量巨大和普遍性得到在世界新能源領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。而閥控密封式鉛酸儲能電池以其成熟的技術(shù)、穩(wěn)定的性能、免維護、環(huán)保可回收、價格低廉等諸多優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于太陽能、風能以及風光互補等儲能領(lǐng)域。
2. 太陽能、風能系統(tǒng)介紹
太陽能、風能雖為取之不盡用之不竭的可再生能源，但其受地理環(huán)境及季節(jié)、晝夜交替等自然規(guī)律的影響，因而具有一定的局限性；而人們對能源的需求是持續(xù)的并不受這些因素的影響，因此為彌補這一先天缺陷，采用太陽能、風能互補系統(tǒng)來解決能源供應(yīng)的不足。
目前新能源領(lǐng)域的應(yīng)用主要分為：太陽能光伏系統(tǒng)、風能儲能系統(tǒng)以及風光互補系統(tǒng)：太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用光生伏打效應(yīng)原理制成的太陽能電池將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能供負載使用或?qū)⒐饽軆Υ嬖?/span>蓄電池中轉(zhuǎn)化為電池的化學能，由蓄電池提供負載能量的系統(tǒng)，主要受太陽輻射的時間及強度的影響。它由太陽能電池方陣、控制器、蓄電池組、直流/ 交流逆變器等部分組成，其系統(tǒng)組成如圖1-1 所示。
風力發(fā)電系統(tǒng)是利用風機將風的動能轉(zhuǎn)化成電能的系統(tǒng)，主要受風速的影響。它由風機、控制器、蓄電池組、逆變器等部分組成，其系統(tǒng)組成如圖1-2 所示。

1. 前言
隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，以化石能源為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)主體面臨極大的危機和挑戰(zhàn)，能源危機與環(huán)境惡化日益加??；世界主要的發(fā)達國家都越來越重視可再生能源的開發(fā)研究。太陽能、風能作為清潔可再生能源以其蘊藏量巨大和普遍性得到在世界新能源領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。而閥控密封式鉛酸儲能電池以其成熟的技術(shù)、穩(wěn)定的性能、免維護、環(huán)?？苫厥?、價格低廉等諸多優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于太陽能、風能以及風光互補等儲能領(lǐng)域。
2. 太陽能、風能系統(tǒng)介紹
太陽能、風能雖為取之不盡用之不竭的可再生能源，但其受地理環(huán)境及季節(jié)、晝夜交替等自然規(guī)律的影響，因而具有一定的局限性；而人們對能源的需求是持續(xù)的并不受這些因素的影響，因此為彌補這一先天缺陷，采用太陽能、風能互補系統(tǒng)來解決能源供應(yīng)的不足。
目前新能源領(lǐng)域的應(yīng)用主要分為：太陽能光伏系統(tǒng)、風能儲能系統(tǒng)以及風光互補系統(tǒng)：太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用光生伏打效應(yīng)原理制成的太陽能電池將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能供負載使用或?qū)⒐饽軆Υ嬖谛铍姵刂修D(zhuǎn)化為電池的化學能，由蓄電池提供負載能量的系統(tǒng)，主要受太陽輻射的時間及強度的影響。它由太陽能電池方陣、控制器、蓄電池組、直流/ 交流逆變器等部分組成，其系統(tǒng)組成如圖1-1 所示。
風力發(fā)電系統(tǒng)是利用風機將風的動能轉(zhuǎn)化成電能的系統(tǒng)，主要受風速的影響。它由風機、控制器、蓄電池組、逆變器等部分組成，其系統(tǒng)組成如圖1-2 所示。

風光互補發(fā)電系統(tǒng)是一種將太陽能和風能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。獨立的太陽能系統(tǒng)及獨立的風能系統(tǒng)，能量密度都比較低，均不能提供可靠的能量供應(yīng)，風光互補系統(tǒng)很好的利用了太陽能和風能的互補性能，白天太陽光強度高、風小，晚上及陰雨天無陽光、風大這一自然特性很好的促
成了風光互補發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用。它主要由太陽能電池、風力發(fā)電機、控制器、蓄電池、逆變器等部分組成，其系統(tǒng)組成如圖1-3 所示。

無論是獨立的太陽能或風能系統(tǒng)還是風光互補系統(tǒng)，都需要有一個能量儲存裝置將太陽能及風能儲存起來，因此技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定的鉛酸蓄電池很好的充當了這一角色。同時由于新能源系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境多為距離人們生活區(qū)較遠的山區(qū)、野外等，因此為解決維護困難的問題，閥控密封式鉛酸蓄電池正好解決這一難題。

3. 儲能用鉛酸蓄電池的工作原理
正極的二氧化鉛和負極的海綿狀鉛作為活性物質(zhì)參加電化學反應(yīng)，以密度為1.28 ～ 1.32g/ml的硫酸溶液作為電解液，統(tǒng)稱為鉛酸蓄電池（亦稱“鉛蓄電池”），放電時正負極活性物質(zhì)分別與硫酸反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鉛，對外電路產(chǎn)生電能，充電時正負極的硫酸鉛重新轉(zhuǎn)化成正極的二氧化鉛和負極的鉛，實現(xiàn)了電池的充放電循環(huán)。正極的氧氣通過AGM 隔板的孔隙傳輸?shù)截摌O，實現(xiàn)氧的復(fù)合。
4. 儲能用鉛酸蓄電池技術(shù)特點
4.1 免維護性能
我公司采用高性能ABS 殼體材料配以高效安全閥，電池在使用過程中具有很高的氧復(fù)合的效率，既防止殼體變形同時有效的控制電池失水，這一特性有效的保證了電池在壽命期間完全免維護，給系統(tǒng)提供安全可靠的保障。
4.2 優(yōu)越的高低溫性能
新能源系統(tǒng)特殊的應(yīng)用環(huán)境要求電池必須具有較高的高、低溫性能，通常工作的環(huán)境溫度為-30℃ ~50℃，因此采用儲能電池專用長效的添加劑保證電池在相對惡劣的環(huán)境下能正常工作，為系統(tǒng)提供更可靠的能源保障。
4.3 耐過充、過放，充電接收能力強
我公司采用獨特的針對儲能市場專用鉛膏配方，極板中添加特殊添加劑，從而有效的提高電池的耐過充、過放性能以及充電接收能力。
4.4 長循環(huán)壽命
采用高純的原輔材料、高錫低鈣多元板柵合金、合理的板柵結(jié)構(gòu)、高溫高濕利于生成4bs 的固化工藝、緊裝配技術(shù)、低電解液比重以及提高循環(huán)性能的內(nèi)化成工藝等使電池具有良好的循環(huán)壽命，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的能源支持。
4.5 電池一致性高
采用極群配組技術(shù)保證電池活性物質(zhì)一致，專用的電池內(nèi)化成工藝保證電池具有良好的一致
性。
4.6 安全、環(huán)保、價格低廉
鉛酸電池技術(shù)經(jīng)過150 多年的技術(shù)改進，具有相對于其他二次電源更成熟的技術(shù)優(yōu)勢并具有穩(wěn)定的性能；使用過程中不會產(chǎn)生對環(huán)境造成破壞的因子，同時電池在壽命期間不會出現(xiàn)漏液、爆炸等危害人身及環(huán)境安全的因素，而且電池壽命終止后可回收循環(huán)利用；閥控鉛酸蓄電池成本較低更利于新能源系統(tǒng)的應(yīng)用。
存在不足：對溫度比較敏感，高溫時容易出現(xiàn)失水及電池鼓殼現(xiàn)象，低溫時容量降低，充電接收能力較差，因此，需要一定的措施來保障運行環(huán)境。
5. 儲能用鉛酸蓄電池的選型
在儲能系統(tǒng)中蓄電池是能量的轉(zhuǎn)換站及儲存裝置，對整個系統(tǒng)的順利運行起到至關(guān)重要的作用，我們不可否認由于鉛酸電池的技術(shù)特點決定了鉛酸電池的壽命存在極限，因此蓄電池的容量選擇是否合適直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的使用壽命或者說維護成本。
選擇蓄電池容量時一定要確保電池容量有足夠的富余量，蓄電池的放電深度對蓄電池的循環(huán)壽命有非常大的影響，因此電池容量的選擇變得極度重要。
蓄電池容量的選擇過程中要主要考慮以下幾點：

（1）電池的放電深度：新能源系統(tǒng)應(yīng)用中通常建議容量的富余度為25%，即電池的放電深度不要超過75%；
（2）最大耗電量：連續(xù)陰雨天期間的負載用電也必須從蓄電池取得，所以，這期間的耗電量也是確定蓄電池容量的重要指標；
（3）溫度系數(shù)：蓄電池在低溫條件下容量明顯降低，在－ 10℃條件下，電池的實際容量只能達到額定容量的80%，故在電池容量的選擇必需考慮溫度因素。
蓄電池容量BC 計算公式為： BC=A×QL×NL×TO/CCAh
其中：
A：安全系數(shù)，取1.1 ～ 1.4 之間；
QL：負載日平均耗電量
NL：最長連續(xù)陰雨天數(shù)；
TO：溫度系數(shù)，一般在0℃以上取1，-10℃以上取1.1，-10℃以下取1.2；
CC：蓄電池放電深度，一般鉛酸蓄電池取0.75~0.8
以山東圣陽電源股份有限公司承接的某地區(qū)太陽能路燈項目為例說明：
負載情況：工作電壓24V，額定功率60W，工作時間8 小時/ 天最長連續(xù)陰雨天數(shù)：5 天
計算：A：安全系數(shù)我們?nèi)?.1
QL: 日平均耗電量=60W/24V*8h=20Ah
NL：最長陰雨天數(shù)為5
TO: 溫度系數(shù)我們?nèi)?
CC：蓄電池放電深度為75%
因為BC=A×QL×NL×TO ／ CCAh=1.1×20×5×1/75%=146.7Ah。因此我們選擇兩只12V150Ah 電池進行串聯(lián)使用。
電池容量選型完畢后，為了保證蓄電池更合理高效的為系統(tǒng)服務(wù)，控制器的選擇至關(guān)重要；
它在太陽能風能系統(tǒng)中起著連接紐帶的作用，對蓄電池的使用壽命影響巨大，尤其注意充電保護功能及欠壓保護功能的設(shè)置。
（1）充電保護功能：控制器必需有恒壓充電的充電保護功能。許多控制器制造商都把充電電壓設(shè)置在14.5~15.0V/ 只電池，實際上，這種設(shè)置是不合理的。12V 蓄電池的充電電壓達到14.4V 后，電池內(nèi)部水分解就會明顯加劇，如果繼續(xù)高壓充電容易造成蓄電池的失水或失控鼓殼，嚴重影響電池壽命。由于儲能系統(tǒng)的特點是小電流充電，因此充電時的充電電流都比較小，14.4V 的恒定充電電壓已經(jīng)基本可以滿足電池的充電需求，所以我們建議充電電壓恒定在14.4V 會比較理想。
（2）欠壓保護功能：蓄電池電壓低于欠壓保護值時，如果繼續(xù)放電，易造成蓄電池過放而損壞，所以欠壓保護值建議為11.2V.
6. 太陽能、風能以及風光互補系統(tǒng)分類

并網(wǎng)型：太陽能、風能等經(jīng)轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生的電能，通過控制器輸送到大電網(wǎng)中，傳輸后進入城市電網(wǎng)，供給負載使用，此類系統(tǒng)不需要蓄電池。
離網(wǎng)型：太陽能、風能等轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電能，經(jīng)控制器轉(zhuǎn)化為過蓄電池的化學能存儲后，在需要使用的時候，轉(zhuǎn)換為電能供給負載使用。