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北京鉴衡认证中心认证技术规范
CGC/GF004:2007
太阳光伏能源系统用铅酸蓄电池认证技术规范
Technical specification for lead-acid batteries for solar photovoltaic energy system certification
(备案送审稿
2007-X-XX 发布
2007-X-XX 实施
北京鉴衡认证中心
发布
目
录
前言…… 1 1 范围…… 2 2 规范性参考文献…… 2 3 定义…… 2 4 一般运行条件…… 4 4.1 维持时间…… 4 4.2 典型放电电流…… 4 4.3 日循环…… 4 4.4 季节性循环…… 4 4.5 高荷电态期…… 5 4.6 低荷电态期…… 5 4.7 电解液分层…… 5 4.8 运输…… 5 4.9 储存…… 6 4.10 运行温度…… 6 5 容量…… 7 6 循环耐受能力 (电池寿命…… 7 7 充电控制…… 8 8 荷电保持…… 8 9 充电效率…… 8 10 过放电保护…… 9 11 机械耐受能力…… 9 12 合格实验程序…… 10 13 测量设备的精度……
11 14 试验样品的准备和维护…… 11 15 容量试验…… 11 16 低荷电条件下的充电
效率试验…… 12 16.1 循环条件…… 12 16.2 循环持续时间…… 13 16.3 判定……
13 17 循环耐久试验…… 13 17.1 标准的容量测试…… 13 17.2 容量电流标定……
13 17.3 确定充电方法…… 14 17.4循环耐久试验…… 14 17.5 判定…… 14 18 荷电保持能力试验…… 14 19 标识以及提供文件确认…… 15 20 合格标志…… 15 附录
A (资料性的 , 试验分类 (16)
ⅰ
前
言
为了适应我国光伏发电系统对铅酸蓄电池的技术要求 , 提高我国光伏发电系统
用铅酸蓄电池的技术水平 , 特制定本认证技术规范 . 本规范主要参考了国际光伏认
证体制 (PVGAP制定的 PVRS5A 《太阳光伏能源系统用铅酸蓄电池技术条件》 ,并对原标准中循环耐久试验的检测方法和判定进行了修改和完善 . 本技术规范由北京鉴衡认证中心提出并归口 . 本技术规范起草单位 :北京鉴衡认证中心 , 山东圣阳
电源实业有限公司 , 信息产业部化学物理电源产品质量监督检验中心 , 信息产业部邮电工业产品质量监督检验中心 . 本技术规范主要起草人 :王宗 , 周庆申 , 余华强 , 余斌 .
1
太阳光伏能源系统用铅酸蓄电池认证技术规范
1 范围本技术规范规定了太阳能光伏系统用铅酸电池的一般要求 , 以及判定蓄电池是否适用于太阳能光伏应用而需要进行的试验程序 . 本技术规范中不包含与
电池尺寸 , 充电方式以及光伏系统设计有关的特定信息 .
2
规范性参考文献下述标准所包含的条文 , 通过在本规范的引用而构成本规范的一部分 .
对于标明
日期的参考文件 , 其后的修订文件 , 在本标准中均不适用 . IEV 60050(486:1991 国际电工词汇表第 486章 :蓄电池和蓄电池组 IEC 60051-2:1984 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件第二部分 :电流表和电压表特殊要求 IEC 60359:1987 电气和电子测量设备的性能的表示 IEC 60485:1974 数字电子直流电压表和直流电子模拟
数转换器 IEC 60721-1:1990 环境条件分类第 1部分 :环境参数及其严酷程序 IEC 60896-1:1987 固定式铅酸蓄电池一般要求和检验 . 第 1部分 :封闭式电池 IEC 60896-2: 1995 固定式铅酸蓄电池一般要求和检验 . 第 2部分 :阀调节型 IEC 61836:1997 太阳光伏能源系统术语和符号
3
定义
3.1 负载循环单体电池或电池组的运行条件 . 包括很多因素诸如充放电率和环
境条件 , 放电深度 , 循环次数和循环方式 , 温度 , 处于开路状态的时间 . 3.2 负载循环容量一个单体电池或电池组的容量应符合负载循环的要求 . 3.3 安时容量一个单体电池或电池组的安时容量应该标明其特定的条件 , 例如充电条件 , 放电率 , 温度和终止电压 .
2
3.4 电池容量电池总的安时容量应该是一个全充电的电池以给定的放电率放电
至指定的终止电压所得到的 . 3.5 C10 电池的额定容量是指以一个恒定的放电电流
全部放电至 10h 所得到的容量 . 3.6 维持天数一个完全充电的电池在没有接收到如
光伏阵列等外部电源充电的状态下所支持负载的天数 . 3.7 深循环电池一种电池 , 设计的目的是在减少额定容量 20%的状态下 , 不损坏或者不正常的寿命减少 . 3.8 充电终压电池在充电电源充电时正常的终止电压或持续恒压充电时的电压 . 3.9 额
定容量一个完全充电的电池在特定的条件如温度 , 电流 , 终压下 , 当放电至终止电压时所给出的全部电量 . 3.10 端电压在任何时候 , 不论是电池在充电 , 放电或开路状态下 , 所得到的端电压 . 3.11 充电放电效率试验效率试验是指样品在全充电状态下放电至终止电压 , 然后再充电至放电的安时数 , 再次放电至终止电压 . 3.12 部分荷电态效率试验效率试验 , 是指通过一个充电状态的系列 , 指定在部分充电 (放电状态下进行 , 考虑在光伏系统中的运行条件 . 3.13 部分荷电态循环次数试验试验在一个确定的光伏系统上进行 , 考虑光伏系统中运行条件 , 工作在部分充电 (放电状态 , 模拟在典型的 SHS 应用中的阳光辐射条件来评估充电和放电 . 3.14 部分荷电态安时效率在 A.5效率试验中放电量对充电量的比率 . 3.15 部分荷电态瓦时效率在A.5 效率试验中放出瓦时数与充入瓦时数的比率 .
3
3.16 部分放电终压在 A.5 效率试验中放电终止时的电压 . 3.17 部分充电终压在 A.5 效率试验中充电完毕时的电压 .
4
一般运行条件一个典型的独立光伏系统中 , 在一般的天气条件下 , 蓄电池运行会经受以下条件 :
4.1 维持时间在最小或几乎没有阳光照射的特定条件下 , 用于提供能量的电池的持续期为 1-15 天 . 4.2 典型放电电流典型充电电流主要由光伏组件提供 , 这在太阳能户用系统 (SHS中更为常见 a 典型最大充电电流 b 典型平均充电电流 I20 =
C20/20 h I50 = C50/50 h
放电电流的大小则受负载影响典型平均放电电流 I120 = C120/120 h
受系统设计的影响 , 充电和放电电流会在很大的范围内发生变化 . 4.3 日循环电池进行正常的每天的非闭合式循环 : —白天进行充电—晚上进行放电—典型的日常放电量达到蓄电池容量的 2 % -20% 4.4 季节性循环因为如下不同的平均充电条件 , 电池可能会进行
季节性的部分荷电态的循环 . 在太阳照射较少的时段 , 例如在雨季 , 独立光伏系统产生较少的电量 . 电池的荷电态 (有效容量会减少到额定容量的 20%. 太阳照射较多的时段 , 例如旱季将会使电池处于完全充电或过充电状态 . 在这些条件下 , 如果充电控制器不能很好的运行电池就会过充 .
4
4.5 高荷电态期例如在高强度太阳照射的旱季 , 电池会在额定容量的 80% - 100 %的高荷电水平下工作 , 电压调节系统一般会限制电池充电的最大电压 . 注 :在自我调节的 PV 系统中 , 电池电压不仅受到 BCR(充电调节器的限制还受到光伏组件特性的限制 . 系统设计者一般会选择最大蓄电池电压以避免使蓄电池在充电季
节很快就达到最高荷电态 , 造成蓄电池的过充 . 在开口式电池中过充会增加气体的产生量并导致水的消耗 . 在阀控铅酸电池中 , 过充会使气体析出量增加以及热量的产生 . 一般铅酸电池的最大单体电压限制为 2.4 V. 一些电池调节器允许电池电压
在均衡充电或快速充电时短时间的超过这个值 , 这也会帮助防止电解液层化 . 如果电池运行温度偏离 20℃很多的时候就要进行温度补偿 . 4.6 低荷电态期在太阳照射较少的时候 , 由太阳辐射产生的能量不能有效的使电池再充电 . 这样电池荷电状态就会下降 , 并在低荷电态下进行循环 . 4.7 电解液分层铅酸电池中会发生电解液分层 . 在开口式铅酸电池中 , 使用期间搅动电解液或者周期性的过放就会避免层
化 . 不管电池是什么类型 , 开口的还是密封的 , 平板的还是管式极板的 , 层化都是一个非常关键的词 . 它与蓄电池和充电控制之间的配置有着非常重要的关系 . 如果在差的再充电条件下 , 发生电解液层化 , 那就产生了不可逆转的硫酸盐化 , 因此就会迅速产生不可逆转的容量下降 . 4.8 运输电池一般在难以接近的地方工作 , 遥远而且运输工具很难到达 . 因此电池的运输条件是十分险恶的 . 这样 , 运输过程中就要使用合适的包装用来保护电池 . 铅酸电池可采用干荷电的运输方式 , 即采用电解液单独运输的方式 . 当铅酸电池在湿荷电条件下运输时 , 建议运送地点不要太远并容易到达 . 灌满电解液的电池在出厂前要完全充满电 , 因为新用户在开始的时候可能过度使用 PV 系统 . 除非天气适宜并且允许快速完全充电 , 那么使用一个荷电差的电池就会迅速导致不可逆转的容量下降 .
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4.9 储存蓄电池的生产厂提出的储存条件需要严格遵守 . 如果没有的话 , 可以假定为一般的气候条件 , 如表 1. 电池储存周期带液铅酸电池 -20℃ ~40℃ <95% 不带液
电池类型
温度范围
湿度 (RH
6个月以内 1~2年 (干荷电
表 1 电池储存环境条件的温度范围
对于准备发运的已经灌满电解液并充满电的电池来说储存期间的环境温度20℃ 30℃ 40℃再充电前的最大储存时间 6个月 4个月 2个月
灌满电解液并充满电的电池要求周期性再充电 . 电池生产商应该给出再充电的间隔以及方法 . 储存在高温高湿环境下会导致蓄电池容量下降 . 注 1:电池储存时避免阳光直接照射 . 注 2:在发运以及安装到系统之前电池应该完全充满电 , 除非选择了干荷电运输 . 4.10 运行温度环境温度是选择电池以及确定电池寿命的一个重要
因素 . 下面的气候条件应考虑 . 电池类型铅酸电池
温度范围 -20℃ ~40℃
湿度 (RH <95%
表 2 电池工作条件的温度范围
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容量容量指的是电池在给定的放电电压以及电流时产出的安时数 , 并且随着电解液 , 温度 , 放电电流和终压等条件变化 . 一般的铅酸电池生产商公布的额定容量
为 10h 放电容量 . 除此之外 , 生产商还应该提供 120h 和 240h 放电的容量 , 因为这在光伏应用中也会用到这些时间 . 容量 (Ah 电流 (A 放电时间 (h 终止电压 (铅酸电
池 :V/cell C240 C120 C10 I240 I120 I10 240 120 10 1.90 1.85 1.75
表 3 太阳能应用中电池的一般容量等级
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循环耐受能力 (电池寿命循环耐受能力是电池承受重复充电放电的能力 . 一般的 , 给出的循环耐受能力
是在固定放电深度下的循环次数以及每个循环中电池完全充满电的循环次数 . 通常电池的循环耐受能力是指在容量下降到额定容量的 80%之前所实现的循环次
数 , 如下表 3所示 . 不管怎样 , 循环次数是基于 20%的放电深度 . 已制定的循环测
试在下列标准中已列出 IEC 60896-1固定铅酸电池 (开口式 IEC 60896-2固定铅酸电池 (阀控式在光伏系统中 , 电池将会进行大量不同荷电水平的浅循环 . 因此单体电
池或电池组要符合本规范 15款系统运行模拟试验的要求 . 生产商要根据第 15款
试验要求 , 说明单体电池或电池组在容量降低到额定容量的 80%之前能完成的循
环数 . 电池类型 SLI改进型 SLI少维护型密封铅酸电池管式铅酸电池太阳能电池
达到的循环次数注 :SLI是 " 启动 , 点火和照明 " 的缩写 , 一般指的是汽车电池 .
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循环次数 (次 1000 1200 3000 5000
7
充电控制持续的过充不但不会增加电池储存的能量 . 相反 , 对于在开口式电池 , 过充会导致水的过份消耗 , 从而影响服务寿命 . 另外 , 对于阀控铅酸电池 , 过充可
能会因为电解液的干涸从而导致容量流失或者过热 . 合理使用充电控制器会控制
好过充问题 . 调节器的参数需要考虑 PV 发电器设计的影响 , 负载 , 温度以及生产
商推荐的一些限值 . 开口式铅酸电池应该有足够的电解液支撑到预定使用寿命 . 对于阀控铅酸电池 , 过充需要格外注意 , 以便使蓄电池达到最优的寿命时间 . 水的消耗量会在循环试验中测量 (见 15.5, 该数据将与系统设计资料一起可用来评估蓄电
池寿命 .
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荷电保持荷电保持是电池在没有充电的条件下保持容量的一种能力 , 例如当不与系统连接
的时候 , 如运输或储存期间 . 用于太阳能光伏系统的蓄电池要有很好的荷电保
持能力 . 因此 , 生产商应声明其电池的荷电保持并且要满足相关电池标准的要求 .
注 :荷电保持会影响允许的储存和维持时间
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充电效率计算效率的方式有如下两种 :
放电容量 (Ah 法拉第效率 (Ah效率 = 再充电容量 (Ah
放电容量(Ah×∑放电电压 (V 能量效率 (Wh效率 = 再充电容量(Ah×∑再充电
电压 (V
这些测量的目的是在不同荷电水平下测量蓄电池的效率 . 充电效率是单体电池
或电池组放电期间输出的电量与特定条件下恢复的初始荷电水平的电量的比值
(见 IEV 486-03-09. 注 :一般的电池效率的数据以 Ah 表示并且参考法拉第效率 (Ah
效率 . 电量以安培小时表示 (Ah.
如果电池生产商没有给出适用的数据 , 表 4中给出的 (法拉第效率可用于参考 .
荷电态 (SOC 90% 75% <50% 表 4
铅酸电池效率 >85% >90% >95%
20℃时不同荷电水平时的电池 Ah 效率以及循环深度为小于额定容量的 20%
在效率试验中 , 将产生如下情况 : —当在较低 SOC 循环时效率值就高 . 当平均SOC 上升时效率值就会有略有下降 . 当达到析气电压时 , 下降就较快了 . —电池效率受电池以前的荷电状态影响 . 当前一个循环的 SOC 高于当前循环时 , 这时得到的电池效率要比前一个循环的 SOC 低于当前循环时得到的效率高 . 这可以被视为是一种 " 记忆效应 ". —当前 SOC 较低以及先前 SOC 较高时 , 法拉第效率就会超过 100%.
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过放电保护铅酸电池应有过放电保护以防止由于不可逆转的硫酸盐化造成的
容量损失 . 当放
电深度超过设计最大值时 , 进行低压断开就可以实现过放电保护 (断开电压值见表格 3. 11
机械耐受能力用于太阳能的电池在运输和安装时应耐受机械应力 . 在野外条件下要求额外的包
装和保护 . 处置未包装的电池时要多加小心 . 对此 , 生产商提供的说明书中要
加以说明 . 关于对机械应力的特定要求 , 例如地震 , 冲击和振动 , 这些应该单独表明或者参考相关的产品标准 .
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合格实验程序为了评定电池是否适用于太阳能光伏应用 , 必需进行共 4 个试验 . 试验流程图如
下 , 试验方法在下面会进行叙述 .
5 个蓄电池样品
15.2 文件 , 标志和外观检查
15 C10 容量测试 3 个蓄电池 2 个蓄电池
15.2 蓄电池充满电
充电效率试验荷电保持能力试验
15.2 蓄电池充满电
循环耐久试验
外观检查结束试验
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测量设备的精度
当进行电池试验时 , 测试参数和精度如表 5所示 : 参数电压电流温度电解液比重 (只用于开口电池时间表 5 测量设备的精度进行试验时测量设备的精度要符合相应的 IEC 标准 : IEC 60051-2 和 60485 电压测量 IEC 60051-2 和 60359 电流测
0.1%
量精度±1% ±1% ±2℃±0.005kg/l ±
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试验样品的准备和维护试验样品应根据下列标准的程序进行准备 : IEC 60896-1固定铅酸电池 (开口式 IEC 60896-2固定铅酸电池 (阀控式实验样品应根据生产
商的要求制造 . 试验也要包括现场存在的可能影响电池运
行的任何特殊情况. 整个试验期间,电池要放置在温度为 25±2℃的水浴中或者
是在 25 ±2℃的循环空气中.电池端子基座离水面的距离至少是 15 mm 但不超过 25 mm.如果几个电池在同一个水浴中,电池间的距离至少是 25 mm. 15 容量试验 15.1
根据第 14 款准备电池. 15.2 试验要使用新的并且充满电的电池.按照下述方式进行
充电:I = 0.1 C10 直到 V>14.5 V,然后以 14.5 V 充电 3 小时. 15.3 完全充满后,以 IN = 0.1 C10 电流,1.8V/cell 终压或者 6 个单体总终止电压 10.8 V 将电池放电约 0 小时.
放电期间电流恒定,误差为± 1%. 11 注:手动控制放电电流时,如果要保证误差在 1%
范围内,需要在试验期间进行频繁调整. 15.4 单体电池或电池组的端电压可用自动记
录或者使用电压表读数.至少要在计算的放电时间的 25%, 50%和 80%的时候记录
数据. T= Cnom Inom 在此之后,然后取合适的时间间隔记录数据,保证放电到终压
Vakh 期间的电压变化.这些电压值可以用来计算电池的能量效率. 15.5 在平均温度25°C 时,未校正的容量 C (Ah 用放电电流(A和放电时间(小时的乘积计算: Ca = In×
t. 新电池在重复充放电时需要满足以下要求: 第一个循环时 Ca = 0,95 Cnom +/- 5% 第
五个循环或之前 Ca = Cnom +/- 5% 如果没有达到厂家宣称的额定容量,充放电循环
至多再重复 5 次. 15.6 判定: 如果满足下列条件,电池就通过了试验: (i 在任何头 5 次
充放电循环中,额定容量在厂家标明的容量+/5%(误差带之内. (ii 5 个试验样品所测
值的范围应在 5 个样品电池的平均值+/- 5%之内. 16 低荷电条件下的充电效率试验
低荷电水平下的效率试验过程可以评估电池在先前充电后放电时提供能量的能力. 16.1 循环条件—初循环:根据 15.2 再充电直到 100% SOC —以 0.1 C10 放电到 1.8
V/cell(= 0 % of SOC.放电期间电流要保持恒定,误差为± 3%. —以 0.1 C10 (额定
C10再充电直到容量为额定 C/10 容量的 50%.充电期间电流要保持恒定,误差为±3%. —以 0.1 C10 (额定 C10放电到 1.8 V/cell. 放电期间电流要保持恒定, 误差为±3%. 12 根据第三次和第四次的效率值计算平均效率值. 16.2 循环持续时间如果四个
循环后效率值仍保持稳定,那么使用第三次和第四次循环时的效率就可以计算平均
效率值. 如果四个循环后效率值不稳定,那么至多再加 5 个循环直到两个连续值恒定(误差小于 5 %. 图:低荷电效率实验过程中的循环条件 16.3 判定 (i 如果测得的效率
值的范围在下列值的+/- 5%以内,那么电池就被认为通过了试验. 涂膏式极板电池
法拉第效率能量效率 0.96 0.89 管式极板电池 0.94 0.84 (ii 3 个试验样品所测值的范
围在 3 个样品电池的平均值+/- 5%之间. 17 循环耐久试验本试验是一个加速循环耐受能力试验,目的是排除不适合用于太阳能领域的电池. 17.1 标准的容量测试 17.2 容量电流标定对电池进行恒流(厂家推荐充电电流恒压(14.4V充电,电压达到 14.4V 之后,恒压充电 12 小时.此时,电池为完全充电.电池再以 0.2C 放电到 10.8V 13
(SOC=0%,搁置 1 小时后,电池再次(厂家推荐充电电流恒压(14.4V充电, 直到充电容量等于上一步骤的放电容量(此时,SOC=100%.连续记录充电电流, 根据电流和充电容量计算 SOC.做出充电电流-SOC 曲线. 17.3 确定充电方法首先确定
SOC,SOC= 100%,在充电电流 -SOC 曲线上读取 95%SOC(或者 100%SOC 对应的充电电流值, 然后充电方法就确定为恒流 (厂家提供恒压 14.4V, , 直到电流小于上面得到的那个电流值为止. 17.4 循环耐久试验. 按上面方法充电,然后以 0.2C 放电到
10.8V,不断重复,进行 55-60 个循环测试. 17.5 判定: 循环试验后,蓄电池容量衰减不
得超过 30% . 注:在此可以看出电池在初始容量试验进行了 5 个深循环,在效率试验进行了 5 个部分循环和在加速循环耐受能力试验进行了 50 个深循环. 18 荷电保持能力试验 18.1 样品表面保持清洁干燥. 18.2 储存时的环境温度为(25 ± 5 ℃ 18.3 根据 15.1 和 15.2 进行完全充电 18.4 开路储存 60 天.在开始放电前不要进行补充电.
18.5 储存后的容量试验 18.6 通过以下公式计算荷电保持Cr ηST= Ca 其中ηST 荷电保持率 Ca 储存前的容量试验中测得的容量 Cr 储存后没有进行补充电时测得的容
量 18.7 判定: 电池如果满足下列条件即通过试验 (i 荷电保持率ηST> 40% 14 (ii 2 个试验样品所测值的范围在 2 个样品电池的平均值+/- 5%之间. 19 标识以及提供文件确认 19.1 每个电池上应有下列标识,标识要干净持久: a 厂商或供应商名字或者商标,原产地 b 电池类型(例如,深循环,开口式 c 生产日期 d 额定容量 C10 e 标称电压 f 推荐最大电压 g 推荐最小电压 19.2 厂家或供应商应提供的信息 a 推荐的放电深度 b 循环寿命以及试验条件 c 最大充电电压,浮充电压以及负载断开电压 d 温度补偿曲线 e 电池类型 f 电解液密度 g 书面的电池再生利用计划当仅有太阳能板方阵作为
能源时(户用太阳能电源应避免这种情况,如果对电池的初始充电有特别要求,厂家应该告知. 19.3 判定如果在说明书中给出了上述的标识和文件,可以认为通过,否则不通过.另外,19.2 中的要求还要有英文版的文件. 20 合格标志经过该规范测试合格的产品允许使用如下合格标志. 15 附录 A (资料性的,试验分类试验分类如下所示:
A.1 额定容量试验是为了确认铭牌上声明的额定容量,以及通过这种方式测定样品
以额定放电时间,额定电流放电到指定的放电终压. A.2 10 小时率额定容量试验这样的试验是为了在 10 小时率额定电流时测定 10 小时率额定容量以区别于铅酸电池的额定容量. A.3 荷电保持率试验样品在完全充电一段时间后放电然后静置,这样的实验是为了通过静置前后的容量差测得荷电保持率. A.4 充放电效率试验样品充满电后放电到放电终压,然后按上面的程序充电到放出电量,然后再一次放电到放电终压,然户通过测得的充电安培小时和放电安培小时计算充放电效率. A.5 部分荷电效率试验在特定荷电水平范围内测量充放电效率. A.6 部分荷电态循环数量实验通过模拟在光伏系统中的使用,采用阳光辐射条件来评估充放电,从而确定样品可以用于光伏系统. A.7 过充寿命试验过充的加速寿命实验用来评估正极板栅的寿命. A.8 过放试验此试验是
测定电池在过放状态的恢复能力. A.9 气体再化合效率试验试验是评估密封铅酸电池充电过程中负极上因为氧气化合生成的水转化为氧气和氢气的能力. A.10 安全阀开关试验试验是为了证实密封铅酸电池上的安全阀的运行 A.11 防爆试验试验是为了评定排气装置的防爆性能. 16 A.12 防泄露试验试验是为了评定充电时析出的硫酸量. A.13 接受试验,工厂试验接受试验需要用户和供应商达成共识.需要检查标识,商标或者容量等级的一致性. A.14 调试试验建议调试实验是为了通过容量测试确定安装电池与系统的整合性. 17 1
铁锂电池与铅酸对比
磷酸铁锂电池和密封阀控式铅酸蓄电池的比较 一、产品性能比较和系统组成比较 磷酸铁锂电池和铅酸电池性能比较详见表４。 表４ 磷酸铁锂电池和铅酸电池性能比较 电池性能 说明 磷酸铁锂电池 铅酸电池 单体电压 （V ） 3.2 2 重量比能量 （wh/kg ） 110~130 30~50 体积比能量 （wh/L ） 180~220 80~120 循环寿命 1C100%充放 ≥1000次 250~350次 高温性能 循环寿命变化 45℃为25℃时减半 35℃为25℃时减半 低温性能 -20℃容量保持率 50% 55% 自放电 常温搁置28天 4% 5% 充放电效率 >99% 80% 耐过充性能 一般 好 安全性 优 优 环保 无污染 污染 磷酸铁锂蓄电池与铅酸蓄电池在-48V 直流电源系统的组成比较如表５所示。 表1 磷酸铁锂电池组和铅酸电池组参数比较 组单体组单体组单体组单体浮充均充铅酸电池40~572448243.2 1.854.0 2.2556.4 2.35 1.13 1.18铁锂电池40~571651.2 3.243.2 2.755.2 3.4557.6 3.6 1.08 1.13铁锂电池 40~57 1548 3.243.2 2.88 54.0 3.6 56.4 3.76 1.13 1.18 电池设备工作范围只数 标称电压(V)电压比值放电终止电压(V)浮充电压(V) 均充电压(V) 资料显示： ? 充满电后4.0V 的磷酸铁锂蓄电池静置15分钟后回落到3.4V ，电池开 口电压3.4V 。 ? 单体工作电压为2.0V~4.2V 。 ? 在3.65V 以下可以充电性能稳定。 ? 单体电池放电时，3.0V 以下电压下降很快。 综合以上信息，建议48V 直流系统的蓄电池组只数选择16只的配置方案。 二、基站应用方案比较及投资比较 磷酸铁锂电池应用在基站中，主要考虑到不同放电率对该种电池放电容量的影响较小，以及耐受较宽的环境温度。以下将针对基站的功耗、后备时间进行电池容量选择的分析。
光伏电站防雷与等电位连接 一、引言 云南光伏电站一般建在山坡或山顶，那里海拔高、土层浅，很容易遭到雷击。光伏电站遭到雷击，轻则开关、电表烧毁，重则设备电路板烧焦、电子元器件击穿损坏，致使光伏电站无法正常运行，造成重大经济损失。因此，为了有效地防范雷击，使光伏电站达到长期稳定、安全、可靠运行的目标，在机房外部和太阳电池方阵附近安装接闪器、引下线和接地装置组成的防雷装置，并在机房内部安装防雷器件组成等电位连接的防雷装置。本文重点分析光伏电站防雷装置中等电位连接的概念以及由防雷器件进行等电位连接时应注意的问题。 二、等电位连接的基本概念 等电位连接是防雷技术中的一个重要概念。等电位连接是指用连接导线或过压保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置(由接闪器、引下线和接地装置组成)、建筑物的金属构架、金属装置、外来的导体物、电气和电讯装置等连接起来，在所有需要防雷的空间内，当遭到雷击时所有各相关部分不存在电位差，避免雷电流产生的高电位差对设备的破坏作用。 1、各电气设备独立接地系统与共同接地系统接地是防雷技术中最重要的环节。在光伏电站内，根据电气设备功能不同存在不同性质的接地要求，如避雷接地、安全(保护)接地、工作接地、交流接地和直流接地。光伏电站的防雷工程接地系统应该采用独立接地系统还是共同接地系统?光伏电站内所有需接地的电气设备分别单独接地，即为独立接地系统(图1)，假设各个独立接地电阻值均为标准接地电阻：R ，=尺 =4 Q。将光伏电站内所有需接地的电气设备都统一先接到一个节点后再接地，即为共同接地系统(图2)，假设也是标准接地电阻R=4 Q，连接导线1～4的电阻值和接触电阻值均设为0 Q。 如图1所示，独立接地系统若遭遇雷电流，从避雷接地支路经尺流入地时，假设雷电流I=30kA，则在尺两端产生的电压降为 =，X R =120kV，而邻近的R：、尺，和尺两端的压降为 =v~=v4=ov，因此，尺上端产生的电位与其他接地点回路间的电位差为Vl—V2=V1一 = 一V4=120kV，即避雷接地支路与安全接地支路、交流接地支路和直流接地支路的回路间有120l 电位差。上述的接地电阻值假设为
光伏发电站设计技术要求 A、厂房电气设计要求 一、设计依据: 1. <<民用建筑电气设计规范>> JGJ16-2008 2. <<建筑设计防火规范>> GB50016-2006 3. <<建筑物防雷设计规范>> GB50057-2010 4. <<低压配电设计规范>> GB50054-1995 5. <<供配电系统设计规范>> GB50052-2009 6. <<建筑照明设计标准>> GB50034-2004 7. <<火灾自动报警系统设计规范>> GB50116-1998 8. <<10kv及以下变电所设计规范>> GB50053-1994 9. <<建筑物电子信息系统防雷技术规范>> GB500343-2004 10. 建设单位的有关意见和各专业所提供的工艺要求 11. 其它有关国家及地方的现行规程规范标准 . 二、工程概况: 本工程太阳能超白钢化玻璃厂厂房,总建筑面积为平方米其中地上平方米,本工程结构型式为钢结架结构，建筑高度为米。变配电所设在；消防中心设在。 。 三、设计范围: 1.强电部分: a). 10KV变配电系统. b) 220V/380V配电系统. c) 电气照明系统. d) 防触电安全保护系统.
e)建筑物防雷接地系统 2. 弱电部分: a) 通信系统(宽带,电话). b) 有线电视系统(CATV). c). 火灾自动报警系统. d). 视频安防监控系统(CCTV) 四、10KV/变配电系统: 1. 本工程用电负荷分级如下: 一级负荷为: 火灾报警及联动控制设备,消防泵,喷淋泵，,保安监控系统,应急照明，弱电用电、生活泵。 三级负荷为: 一般照明及普通动力用电。 2. 供电电源及电压等级 本工程采用1路10kV电源供电； 3. 变电所低压配电系统 变压器低压侧采用单母线集中方式运行,设置母联开关。 按相关容量设计低压配电柜。 4. 功率因数补偿采用低压集中自动补偿方式。 在变配电所低压侧设功率因数自动补偿装置,要求补偿后的变压器侧功率因数在以上。 5.变压器出线：设计与光伏阵列电源容量相符的变电所及开闭所，以及相应的供电线路。 五、低压配电方式及线路敷设: 1. 低压配电方式: a). 本工程采用放射式和树干式相结合的供电方式。 b). 一级负荷采用双电源供电,在末端双电源自动切换。 C）三级负荷,采用单电源供电。 2.导线选型
目录 １. 工程概况 (1) ２. 编制依据 (1) ３. 主要工作内容 (1) ４. 参加作业人员的资格和要求 (1) ５. 作业所需的工器具 (2) ６. 作业前应做的准备工作 (2) ７. 作业程序、操作方法 (2) ８. 工艺质量要求 (4) ９. 安全措施及文明施工求 (4)
1 工程概况 大庆市萨尔图区春雷农场40兆瓦光伏发电项目位于大庆市萨尔图区春雷农场，本工程共40MW,共22个并网发电单元。每个发电子系统以太阳能电池组件-直流汇流箱-逆变器-升压变压器发电模块构成。 本工程新建一座110KV升压站、35kV户内配电装置安装、35kV SVG 成套设备、35kV接地变、屏柜安装及其二次系统接入等安装、光伏场区40MW装机容量。 2 编制依据 2.1江苏谦鸿电力工程咨询有限公司设计施工图 2.2《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB50168-2006）2.3《电力建设火电工程施工工艺实施细则》（DJ-GY-19） 2.4《电力建设安全工作规程》（DL5009.1-2014） 2.5《电气装置安装工程质量检验及评定规程》（DL/T 5161.1～5161.17-2002） 3 主要工程内容 镀锌扁钢接地排60*8、60*6、50*5，垂直角钢接地极50*50*5。 4 参加作业人员的资格和要求 4.1凡参加作业人员必须经三级安全教育，并经考试合格。 4.2熟悉全厂接地装置安装工艺要求、验收规范及质量标准。 4.3施工人员应熟知本作业指导书，必须参加技术交底活动，并做好记录。 5 作业所需的工器具 5.1交流电焊机 2台 5.2弯排机 1台 5.3切排机 1台
本文由午夜寒光贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 (s' 『 1 Ⅲ…节能减排 :e l { 1 l o n l na l 一 太阳能光伏发电技术及其发展前景 ●湖北十堰刘道春 1 太阳能光伏发电市场前景广阔 当煤炭 , 油等化石能源频频告急 , 源问题日益成石能为制约国际社会经济发展的瓶颈时 ,越来越多的国家开始实行" 阳光计划 " 开发太阳能资源 , 求经济发展的新 , 寻动力 .欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源 . 国际光伏市场巨大潜力的推动下 , 国的太阳能在各电池制造商争相投入巨资 , 大生产 , 争一席之地 . 扩以 美国推出了" 阳能路灯计划 "旨在让美国一部分城太 , 阳能发电往往指的就是太阳能光伏发电 . 太阳能发电有两种方式 : 种是光一热一电转换方式 , 一种是光一电一另 直接转换方式 . 光一热一电转换方式通过利用太阳辐射 产生的热能发电 .一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气 . 驱动汽轮机发电 .与普通的火力再发电一样 .太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高 , 估计它的投资至少要比普通火电站贵 5 1 — O倍 . 一座 l0 MW 的太阳能热电站需要投资 2 ～ 5亿美元 ,平均O0 02 lW 的投资为 2 0 ～ 5 0美元 .因此 . k 002O 目前只能小规模地市的路灯都改为由太阳能供电 , 据计划 , 盏路灯每年根每 可节电 8 0 Wh 日本也正在实施太阳能 " 0k . 7万套工程计 应用于特殊的场合 . 大规模利用在经济上很不合算 , 而还 不能与普通的火电站或核电站相竞争 .光一电直接转换 划 " 准备普及太阳能住宅发电系统 , 是装设在住宅屋 , 主要 方式是利用光电效应 , 太阳辐射能直接转换成电能 , 将它的基本装置就是太阳能电池 .太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件 ,是一 个半导体光电二极管 .当太阳光照到光电二极管上时 , 光电二极管就会把太阳的光能变成电能 , 生电流 .当多个产电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的 顶上的太阳能电池发电设备, 家庭剩余的电量还可以卖给 电力公司 .欧洲则将研究开发太阳能电池列入著名的" 尤里卡 " 科技计划 , 出了 "O万套工程计划 " 日本 , 国高推 l . 韩以及欧洲地区总共8个国家最近决定携手合作 , 亚洲内在 陆及非洲沙漠地区建设世界上规模最大的太阳能发电站 . 他们的目标是将占全球陆地面积约 l , 4的沙漠地区的长时间日照资源有效地利用起来 ,为 3 0万用户提供 1 0万 0 太阳能电池方阵 .太阳能电池是一种大有前途的新型电源 , 有永久性 , 洁性和灵活性三大优点 . 太阳能电池具清
铅酸蓄电池的原理与性能 一、铅酸蓄电池的工作原理 蓄电池是一种化学电源，它的构造可以是各式各样的，可是从原理上讲所有的电池都是由正极、负极、电解质、隔离物和容器组成的，其中 正负两极的活性物质和电解质起电化反应，对电池产生电流 起着主要作用，如图4-1所示。 在电池部，正极和负极通过电解质构成电池的电路，在 电池外部接通两极的导线和负荷构成电池的外电路。 在电极和电解液的接触面有电极电位产生，不同的两极 活性物质产生不同的电极电位，有着较高电位的电极叫做正 极，有着较低电位的电极叫做负极，这样在正负极之间产生了电位差，当外电路接通时，就有电流从正极经过外电路流向负极，再由负极经过电路流向正极，电池向外电路输送电流的过程，叫做电池的放电。 在放电过程中，两极活性物质逐渐消耗，负极活性物质 1.电解质 2.负极 3.容量 4.正极 5.隔离物 6.导线 7.负荷 图4-1 电池构造示意图 放出电子而被氧化，正极活性物质吸收从外电路流回的电子而被还原，这样负极电位逐渐升高，正极电位逐渐降低，两极间的电位差也就逐渐降低，而且由于电化反应形成新的化合物增加了电池的阻，使电池输出电流逐渐减少，直至不能满足使用要求时，或在外电路两电极之间端电压低于一定限度时，电池放电即告终。 电池放电以后，用外来直流电源以适当的反向电流通入，可以使已形成的新化合物还原成为原来的活性物质，而电池又能放电，这种用反向电流使活性物质还原的过程叫做充电。 蓄电池可以反复多次充电、放电，循环使用，使用寿 命长，成本较低，能输出较大的 能量，放电时电压下降很慢。 1.电动势的产生 铅蓄电池的正极是二氧化铅(PbO2)，负极是绒状铅 (Pb)，它们是两种不同的活性物质，故和稀硫酸(H2SO4)起 化学作用的结果也不同。在未接通负载时，由于化学作用 使正极板上缺少电子，负极板上却多余电子，如图4-2所图4-2 铅蓄电池电势产生过程示，两极间就产生了一定的电位差。 2.放电过程的化学反应 当外电路接上负载(比如灯泡)后，铅蓄电池在 正、负极板间电位差(电动势)的作用下，电流Ⅰ从 正极流出，经负载流向负极，也就是说，负极上的 电子经负载进入正极，如图4-3。同时在蓄电池部 产生化学反应： . 学习.资料.
光伏电站防雷预案 雷季已经到来，为了做好雷季的安全防范工作，减少或避免电气设备因雷击造成设备损坏及因雷击造成停电事故从而影响正常生产，提高对突发自然灾害的应急反应能力，建立紧急情况下快速、有效的事故抢险和应急处理机制，确保电力设施及人员生命财产安全，维护正常的供用电经营秩序，特制定本预案。 一、防雷工作的组织领导。 设立防雷工作组，统一协调、指挥变电所防雷工作。 二、防雷预案内容： 1、提前预防工作 变电所配合好每年的春季绝缘实验工作，并对各个避雷器与个开关的触点进行逐个排察； 1.2按巡检表做好每天的巡检工作，并做好记录，有异常及时上报； 1.3雷雨天气，需要巡视室外高压设备时，应穿绝缘靴，并不得靠近避雷器； 1.4雷电时，禁止进行倒闸操作； 1.5保证变电所的个备件数量，并能及时取出更换； 2、实施措施 2.1一旦出现雷击停电一方面应立即上报并了解停电原因，马上通知公司调度，说明原因； 2.2如果系统雷击停电不能马上送电时，由变电站相关负责人联系调
度，并做好停并网开关的工作； 2.3雷击造成本单位变电所停电时，在检查无误后通知调度恢复送电，如果造成电气设备损坏时及时上报组织抢修； 3、事故抢险 3.1当发生重大电力事故、严重自然灾害、电力设施大范围破坏时，及时上报车间、设备部、生产部，变电所应迅速调度事故抢险队伍和物资储备，并尽快赶赴事故现场，确定抢修方案，组织抢险，排除险情，尽最大努力恢复供电； 3.2在电力事故抢险过程中,视情况需要请求相关单位提供交通、通讯、医疗、物资、人员等方面的保障和支持； 4、应急救援 4. 1发生电力事故时，应急指挥部根据情况需要，可请求公司有关指挥机构启动公司应急机制，组织开展公司停电应急救援与处置工作； 4. 2发生严重自然灾害及重大安全事故时，变电所参与应急救援与处理，保证事故抢险和应急救援的电力供应，保证重要单位的安全可靠供电；
电动汽车电池的分类及性能参数 电池的分类 电动汽车用电池为化学电源，它的分类方法很多。按电解液分为： a.碱性电池。即电解液为碱性水溶液的电池； b.酸性电池。即电解液为酸性水溶液的电池； c.中性电池。即电解液为中性水溶液的电池； d.有机电解质溶液电池。即电解液为有机电解质溶液的电池。 按活性物质的存在方式分为： a.活性物质保存在电极上。可分为一次电池(非再生式，原电池)和 二次电池(再生式，蓄电池)； b.活性物质连续供给电极。可分为非再生燃料电池和再生燃料电池。按电池的某些特点分为： a.高容量电池； b.免维护电池； c.密封电池； d.燃结式电池； e.防爆电池； f.扣式电池、矩形电池、圆柱形电池等。 尽管由于化学电源品种繁多，用途广泛，外形差别大，使上述分类方法难以统一，但习惯上按其工作性质及存贮方式不同，一般分为四类： a. 一次电池
一次电池，又称“原电池”，即放电后不能用充电的方法使它复原的电池。换言之，这种电池只能使用一次，放电后电池只能被遗弃了。这类电池不能再充电的原因，或是电池反应本身不可逆，或是条件限制使可逆反应很难进行。如： 锌锰干电池 Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2(C) 锌汞电池 Zn│KOH│HgO 银锌电池 Zn│KOH│Ag2O b．二次电池 二次电池，又称“蓄电池”，即放电后又可用充电的方法使活性物质复原而能再次放电，且可反复多次循环使用的一类电池。这类电池实际上是一个化学能量贮存装置，用直流电将电池充足，这时电能以化学能的形式贮存在电池中，放电时，化学能再转换为电能。如：铅酸电池 Pb│H2SO4│PbO2 镍镉电池 Cd│KOH│NiOOH 镍氢电池 H2│KOH│NiOOH 锂离子电池 LiCoO2│有机溶剂│6C 锌空气电池 Zn│KOH│O2(空气) c.贮备电池 贮备电池，又称“激活电池”，是正、负极活性物质和电解液不直接接触，使用前临时注入电解液或用其他方法使电池激活的一类电池。这类电池的正、负极活性物质的化学变质或自放电，因与电解液的隔离而基本上被排除，从而使电池能长时间贮存。如：镁银电
铅酸蓄电池的性能检测 一、容量 电池容量是指在规定条件下测得的并由制造商宣称的电池容量值。实际上是在规定 温度下，以一定电流放电一定时间，当达到规定的终止电压时，所能给出的电量，用C 表示，以安时(Ah)为单位。 ⑴起动电池的容量 a. 额定储备容量，用Cr.n表示，其值应符合GB/T 5008.2-2008标准的规定。 b. 实际储备容量，用Cr.e表示，其值应在第3次或之前的储备容量试验时，达到额定储备容量用Cr.n。 c. 20h率额定容量，用C20表示，其值应符合GB/T 5008.2-2008标准的规定。 d. 实际容量，用Ce表示，其值应在第3次或之前的容量试验时，应不低于额定容量C20的95%。 ⑵牵引电池的容量 a. 额定容量，用C5表示，在30℃温度下放电5h，放电电流是C5/5(A)，放电至单体电压1.70V，所给出的电量(Ah)，其值应符合GB/T 7403.1-2008标准的规定。 b. 实际容量，用Ce表示，在规定条件下，电池所能放出的电量(Ah)，其值应在第1次容量试验时应不低于额定容量C5的85%。实际容量在前10次容量试验内至少有1次 达到额定容量。 ⑶内燃机车用排气式电池的容量 电池的额定容量以C5表示，其值应在第6次循环内达到电池标称容量值，应符合GB/T 7404.1-2008标准的规定。 ⑷内燃机车用阀控密封式电池的容量 电池的额定容量以C5表示，其值应在第6次循环内达到电池标称容量值，应符合GB/T 7404.2-2008标准的规定。
⑸铁路客车用电池的容量 a. 额定容量，用C10、C5、C1表示，其容量值在进行容量试验时要达到额定值，在3次试验中有1次合格为合格，应符合GB/T 13281-2008标准的规定。 b. 实际容量，用Ce表示，即在规定条件下测得的电池实际放电容量。 c. 低温容量，用Cd表示，电池在零下40℃环境中静置8h，以I10(A)电流放电至单体电压1.60V，计算其容量，低温容量Cd与常温容量C10、C5、C1的比值不少于0.4(＞40%)。 ⑹固定型防酸式电池的容量 C10容量在第1次循环不低于0.90C10，第5次循环应达到C10；C1和1.0C容量分别在第7次、第9次循环达到额定值，应符合GB/T 13337.1-2008标准的规定。 ⑺固定型阀控密封式电池的容量 C10容量在第1次循环不低于0.95C10，第3次循环应达到C10、C3、C1，应符合GB/T 19638.1-2008的规定。 ⑻小型阀控密封式电池的容量 C20容量应符合GB/T 19639.2-2008的规定。实际容量Ce在第5次充/放循环内应不低于C20。 ⑼电动道路车辆用电池的容量 a. 额定容量，用C3表示，第1次放电容量应不低于0.85C3，第10次放电容量或之前放电容量应达到C3，应符合GB/T 18332.1-2008的规定。 b. 低温容量，用Cd表示，电池在零下18℃环境中静置24h，以I3(A)电流放电至单体电压1.40V，其容量应不低于0.5C3。 ⑽电动助力车用密封式电池的容量 a. 额定容量，用C2表示，应在第3次循环内达到。 b. 实际容量，用Ca表示，应符合GB/T 22199-2008的规定。
钟顺太阳光伏并网发电系统防雷初步设计 成都兴业雷安电子有限公司易燕平林毅龙 1、前言 随着太阳能光伏电站和并网发电系统的数量、规模和应用规模的不断扩大和增容。如何减少雷害、减少维护，确保太阳能光伏并网发电系统安全可靠运行。对太阳能光伏并网发电系统的《防雷与接地设计》必须引起高度的重视。太阳能光伏并网发电系统的防雷与接地和一般电器的防雷既有区别又有联系，因此，要根据太阳能光伏电站及并网发电系统的特点、跟据站场、地域和气候特点来进行综合设计，以开放性大系统理论为指导，通过电气工程师、防雷工程师、基建工程师的通力合作，才能提高电站建设的质量，保证电站的安全运，获的良好的效费比。 2、雷电的危害 直击雷是由积雷雨云中电场突变，水滴群集合电子破发对大地或云间放电现象，地面上的建筑物或构筑物突出部形成接闪或尖端放电，电离通导的形成，流光柱下行，即直击雷。一个直击雷在2.5平方公里的范围内，由于电磁场作用对远处或防雷保护区之内的导线、金属管道，均能形成感应场，同时可以通过导线和金属管道传输到电子设备和太阳电池组件上，强大的冲击电流、炽热的高温、猛烈的冲击波，强烈的电磁辐射，所以能损坏放电通道上的输电线和电子设备，造成财产损失，甚至击死击伤人畜，造成生命损失。 雷云下表面分布着大量负电荷，对大地形成静电感应，并使各种金属支架和电缆等感应出高电压。闪电电流在闪电通道周围的空间产生强大的电磁场，使周围的各类金属导体上产生感应电动势或感生电流，从而损坏设备。
并且雷电感应高电压和雷电电磁脉冲的作用范围广，作用方式比较隐蔽，所以其后果往往比直击雷更严重。 如果没有采取等电位连接和钳位措施而且避雷针引下线与导线、金属管道或电器设备的工作地线间的距离小于安全间距，雷击发生时，导线感应雷电流，或者雷击建筑物导致地电位抬高，都会使设备的电源线、信号线和接地线之间存在电位差，如果电位差超过设备的耐受能力，则该设备必然被击坏。 3、太阳能光伏电站及并网发电系统的防雷设计 设计思路：环境识别、地线优化、端口加固、空域防护。 太阳能光伏电站及并网发电系统的基本组成为：太阳电池方阵、直流配电柜、交流配电柜和逆变器等。太阳电池方阵的支架采用金属材料并占用较大空间且一般放置在建筑物顶部或开阔地， 跟踪器9台，按照3×3的矩阵排列，跟踪器与跟踪器之间的间距为17米。跟踪器长宽高分别为9.8×7.3×6。 图1 站场布局 在雷暴发生时，尤其容易受到雷击而毁坏，并且太阳电池组件和逆变器
太阳能光伏发电实用技术 摘要：本文通过介绍光伏建筑一体化，以引起业界人士对太阳能利用的广泛关注。文中分别对光伏屋顶和光伏幕墙铺设太阳电池板发电形式和特点进行分析，以期不断扩大太阳能的应用范畴。 巨大能源的太阳东升西落，成为匆匆过客未被人们充分利用。若在世界陆地的0.5％面积（恰为中国城镇占地之和）上安装太阳电池，将能供应全球所需能源，所以找宇宙要效益索取太阳能是当务之急。 我国太阳能资源的数量、分布的普遍性、供应的清洁性、技术的可靠性都优越于风能、水能和生物质能等可再生能源。目前大量能源消耗难以面对，专家估计，再过50年，全世界可再生能源比例将＞50％的总一次能源，其中太阳能可占到13％～15％十分可观。所以加大光伏发电力度刻不容缓。 1 光伏发电利用范畴 1.1 充分利用太阳光 目前国内外许多建筑光学工作者指出，首先应掌握太阳能日照量三要素：季节，夏季日照量最高，冬季最低。天气，正午日照量最高，晴、阴雨天则相应降低。方位，以正南向效率为100％，则东西向为82％，北向为50％的输出量。但在实际应用中，太阳电池方阵输出降低的原因很多，如日照量的多少，太阳电池镜面污垢产生的程度，温度上升及转换器损失等。加上太阳能控制器损失的5％，总发电容量为设置容量的85％～95％；其次是发电量估算：太阳电池容量=太阳电池最大输出×设置数量。如以最大输出功率50W太阳电池为例，设置20片时，则其输出容量=50W×20=1kWp，表1示某市7月底的光伏发电量。 表1 夏季南向日发电量 时间 /h 0～6 7 8 9
11 12 13 14 15 16 17 18 19～20 0～24 发电量/kWh 0 0.3 0.9
. 铅酸蓄电池的原理与性能 一、铅酸蓄电池的工作原理 蓄电池是一种化学电源，它的构造可以是各式各样的，可是从原理上讲所有的电池都是由正极、负极、电解质、隔离物和容器组成的，其中正负两极的活性物质和电解质起电化反应，对电池产生电流起着主要作用，如图4-1所示。 在电池内部，正极和负极通过电解质构成电池的内电路，在电池外部接通两极的导线和负荷构成电池的外电路。 在电极和电解液的接触面有电极电位产生，不同的两极活性物质产生不同的电极电位，有着较高电位的电极叫做正极，有着较低电位的电极叫做负极，这样在正负极之间产生了电位差，当外电路接通时，就有电流从正极经过外电路流向负极，再由负极经过内电路流向正极，电池向外电路输送电流的过程，叫做电池的放电。 在放电过程中，两极活性物质逐渐消耗，负极活性物质 1.电解质 2.负极 3.容量 4.正极 5.隔离物 6.导线 7.负荷 图4-1 电池构造示意图 放出电子而被氧化，正极活性物质吸收从外电路流回的电子而被还原，这样负极电位逐渐升高，正极电位逐渐降低，两极间的电位差也就逐渐降低，而且由于电化反应形成新的化合物增加了电池的内阻，使电池输出电流逐渐减少，直至不能满足使用要求时，或在外电路两电极之间端电压低于一定限度时，电池放电即告终。 电池放电以后，用外来直流电源以适当的反向电流通入，可以使已形成的新化合物还原成为原来的活性物质，而电池又能放电，这种用反向电流使活性物质还原的过程叫做充电。 蓄电池可以反复多次充电、放电，循环使用，使用寿命长，成本较低，能输出较大的能量，放电时电压下降很慢。 1.电动势的产生 铅蓄电池的正极是二氧化铅(PbO 2)，负极是绒状铅(Pb)，它们是两种不同的活性物质，故和稀硫酸(H 2SO 4)起化学作用的结果也不同。在未接通负载时，由于化学作用 使正极板上缺少电子，负极板上却多余电子，如图4-2所 图4-2 铅蓄电池电势产生过程 示，两极间就产生了一定的电位差。 2.放电过程的化学反应 当外电路接上负载(比如灯泡)后，铅蓄电池在正、负极板间电位差(电动势)的作用下，电流Ⅰ从正极流出，经负载流向负极，也就是说，负极上的电子经负载进入正极，如图4-3。同时在蓄电池内部产生化学反应：
铅酸蓄电池的主要性能指标 1. 铅酸蓄电池的主要性能指标 （1）安全性能 安全性能指标不合格的蓄电池是不可接受的，其中影响最大的是爆炸和漏液。爆炸和漏液的发生主要与蓄电池的内压、结构、工艺设计（比如安全阀失效）及应当禁止的不正确操作有关。 （2）额定容量 为了蓄电池的容量，定义了蓄电池的额定容量。额定容量是蓄电池制造的时候，规定蓄电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度的电量，其单位为Ah。使用条件不同，蓄电池能够放出的容量也不同。规定的蓄电池放电条件为： ①蓄电池放电电流。一般所说的就是放电率，针对蓄电池放电电流的大小分别有时间率和电流率。放电时间率是指在一定的放电条件下放电到终止电压的时间长短。依据IEC标准，放电率分别为20小时率、10小时率、5小时率、3小时率、2小时率、1小时率、0.5小时率等。蓄电池的额定容量用C来表示，以不同的放电率得到的蓄电池的容量会不同。 ②放电终止电压。放电电流不同，终止放电电压也不相同。随着放电的进行，蓄电池的端电压会逐步下降。在25℃条件下放电到能够再次反复充电使用的最低电压称为放电终止电压。放电率不同，放电终止电压也不相同。一般为10小时率放电的终止电压多数为1.8V/单格，以2小时率方电的终止电压一般为1.75V/单格。低于这个电压时，虽然可以放出稍微多一点的电量，但是容易形成再次充电的容量下降，所以除非特殊情况，不要放电到终止电压。 ③放电温度。需电池在低温时的放电容量小，高温时的容量大，为了统一放电容量就规定了放电温度。 ④蓄电池的实际容量。蓄电池的实际容量反应蓄电池实际存储电量的多少，单位用安时表示（Ah）表示。同样安时数越大，则蓄电池的容量就越大，电动自行车的续行里程就越远。在使用过程中，蓄电池的实际容量会逐步衰减。国家标准规定新出厂的蓄电池的实际容量大于额定容量者为合格蓄电池。如现在市场上电动自行车的蓄电池，以恒定电流5A放电要超过2h，相当于电动自行车在平坦的路上连续行驶2h以上。 影响蓄电池容量的因素有极板的构造、充放电电流的大小、电解液的温度及密度等，其中以充放电电流和温度的影响最大。如充放电流过大，将使极板上的活性物质变化处于表面,容量则降低很多。蓄电池的放电电流不同，所能够放出的容量也不相同，放电电流越大，能够放出的电量越小。例如电动自行车常用的电流为5A，使用标称10Ah的蓄电池就是2小时率放电，如果采用10小时率放电，可以达到12Ah。这样，该蓄电池如果按照2小时率标称应该是10Ah，如果按照10小时率标称就是12Ah.所以评价蓄电池的容量不仅仅要看蓄电池的标称容量，还要看蓄电池的放电率。电动自行车蓄电池往往标称为10Ah，同一个蓄电池也可以标12Ah和14Ah。再比如，14Ah的许电车也可以标为17Ah。还有一些蓄电池标为20Ah，蓄电池容量标称值大了，但是其容量没有明显的变化。 （3）内阻 蓄电池的内阻是指电流流过蓄电池内部时所受的阻力，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。一般所指的蓄电池内阻是充电态内阻，即蓄电池充满电时的内阻。与之对应的是放电态内阻，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，其使用效率越低。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都很大。随着蓄电池使用次数的增多，由于电解液的消耗及蓄电池内部化学物质活性的降低，蓄电池的内阻会有不同程度的增大，质量越差的蓄电池增大的越快。 蓄电池内部阻抗会因放电量增加而增大，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内产生不良导体硫酸铅以及电解液比重下降，故放电后务必马上充电。若任其持续放电，则硫酸铅形成安定的白色结晶（即硫化现象）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。 温度的下降将导致电解液流动性变差，极板收缩，化学变化迟缓，蓄电池内阻增加。从30℃开始，若温度下降1℃，容量将下降1％左右，其内阻也有所增大。所以在严寒地区，气温在－20℃以下时容量已下降至60％，内阻增大，常感到蓄电池电力不足。在严寒地区易出现过量放电，而在温带地区则经常出现过量充电的问题。所以要使用好蓄电池，必须根据当地的气候条件，针对实际情况，掌握其使用规律。蓄电池的充电必须根据不同情况选择适当的方法并正确的使用充电设备，这样才能提高蓄电池的容量，延长蓄电池的使用寿命。 铅酸蓄电池的内阻与镍氢蓄电池及锂离子蓄电池相比较小，即蓄电池容量下降2/3后，仍能提供较大的电流，而电源电压基本稳定，波动较小。而镍氢蓄电池及锂离子蓄电池就不同了。以36V/9Ah锂离子蓄电池为例，当容量下降到原来的1/3后，电流输出为12A时，电压就会有4～5V的波动，即有电流输出时为31V，无电流输出时接近35V。这样在电动自行车应用中，骑行时会出现运行不平稳，时而有输出时而无输出的现象。 （4）循环寿命 循环寿命是指蓄电池可经历的重复充放电次数。蓄电池的寿命和容量成反比关系，循环寿命还与充放电条件密切相关，一般充电电流越大（充电速度越快），循环寿命越短。 寿命是表示蓄电池容量衰减速度的一项指标，随着使用的深入，蓄电池容量的衰减是不可避免的，当容量衰减到某规定值时，
太阳能光伏发电站防雷技术探讨 太阳能光伏发电是一种新兴的环保型发电产业，随着太阳能光伏电站规模的增大和应用范围的不断扩大，太阳能光伏电站的接地与防雷技术已成为光伏电站可靠安全运行的一个重要因素，如何进行光伏电站的防雷接地设计是个新的挑战。而光伏发电站一般布置在开阔平坦的滩涂或开阔的屋顶上，作为至高奴，极易发生雷击事件，特别在雷电高发地区，易受雷击而造成设备受损和停电甚至威胁人身安全，所以必须因地制宜的设计合理可靠防雷接地方案，以满足光伏电站安全运行要求。本文通过对雷电和防雷装置以及技术分析，来探讨光伏发电站防雷的方法和意义。 标签：太阳能、光伏发电站、防雷技术 太阳能是取之不尽的可再生资源，由于具有完全的清洁性和充足性以及潜在的经济性，它的应用正在全球范围内加速增长，利用太阳能最重要的方式之一就是太阳能发电。太阳能光伏发电作为新兴的环保型发电产业，得到政府的大力支持开始逐渐发展，但目前国内尚没有一个独立的光伏电站的防雷接地设计规范来确保电站的安全持久运行。 一.雷电的危害及特征分析 雷电是一种很常见的自然现象，它产生于大气中带电云块之间或带电云层与地面之间。云层对大地的放电，则对建筑物、电子电气设备和人、畜危害甚大。雷击容易发生在土壤电阻率较小和土壤电阻率变化明显的地方。有金属矿床的地区、河床、地下水出口处、山坡与稻田接壤处、山坡和山脚下、河边、湖边、海边、低洼地区和地下水位高的地方，都是容易遭受雷击的地方。一些孤立的铁塔、烟囱等高大建（构）筑物，也容易遭受雷击多发生于土壤电阻率突变和潮湿阴冷的地方以及孤立高耸地物体上。雷电的放电时间极短，但是伴随着雷电的向地的闪击，将产生静电感应过电压、电磁感应过电压和电涌效应和热效应以及机械效应，这些过电压和各种效应将会对电气设备、电子器件产生破坏性损伤。 二.太阳能光伏电站的特点、系统组成及标准 太阳能光伏电站一般设置在开阔的地方，在雷电发生时，不管是感应雷，还是直击雷，都有可能对孤立的电站发生雷击现象。对于并网的光伏电站，不仅会造成太阳能组件和逆变器造成毁坏，而且会造成电网整个系统的瘫痪。太阳能组件和逆变器及其他电气设备的造价昂贵，在整个投资中，占有绝对大的比例。如果遭受雷击，带给光伏发电系统的不仅仅是经济的损失，更重要的关系到国民生计和国家安全的保证。如果光伏组件遭到雷击，会造成该组组件发电功率降低，总发电量就会减少。如果逆变器遭到雷击，也可能损坏，其严重后果是总投资额会增大，后期设备的维护费用大，使总投资额增加。所以在设计光伏电站时，必须注意防雷接地的合理性，做到减少最大损失，做到防患于未然。
蓄电池的主要性能指标 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
1. 铅酸蓄电池的主要性能指标 （1）安全性能安全性能指标不合格的蓄电池是不可接受的，其中影响最大的是爆炸和漏液。爆炸和漏液的发生主要与蓄电池的内压、结构、工艺设计（比如安全阀失效）及应当禁止的不正确操作有关。 （2）额定容量为了蓄电池的容量，定义了蓄电池的额定容量。额定容量是蓄电池制造的时候，规定蓄电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度的电量，其单位为Ah。使用条件不同，蓄电池能够放出的容量也不同。规定的蓄电池放电条件为：①蓄电池放电电流。一般所说的就是放电率，针对蓄电池放电电流的大小分别有时间率和电流率。放电时间率是指在一定的放电条件下放电到终止电压的时间长短。依据IEC标准，放电率分别为20小时率、10小时率、5小时率、3小时率、2小时率、1小时率、小时率等。蓄电池的额定容量用C来表示，以不同的放电率得到的蓄电池的容量会不同。 ②放电终止电压。放电电流不同，终止放电电压也不相同。随着放电的进行，蓄电池的端电压会逐步下降。在25℃条件下放电到能够再次反复充电使用的最低电压称为放电终止电压。放电率不同，放电终止电压也不相同。一般为10小时率放电的终止电压多数为单格，以2小时率方电的终止电压一般为单格。低于这个电压时，虽然可以放出稍微多一点的电量，但是容易形成再次充电的容量下降，所以除非特殊情况，不要放电到终止电压。 ③放电温度。需电池在低温时的放电容量小，高温时的容量大，为了统一放电容量就规定了放电温度。④蓄电池的实际容量。蓄电池的实际容量反应蓄电池实际存储电量的多少，单位用安时表示（Ah）表示。同样安时数越大，则蓄电池的容量就越大，电动自行车的续行里程就越远。在使
太阳能光伏技术 1．太阳能概况 2．光伏效应 3．太阳能电池 4．多晶硅及其他光电转换材料 5．晶体硅太阳电池及材料 6．非晶硅太阳电池 7．非晶硅 (ａ-硅)太阳能技术 8．多晶薄膜与薄膜太阳电池 9．多晶硅薄膜太阳电池 10．世界太阳能开发利用现状 11．21世纪我国太阳能利用发展趋势 12．国内外太阳电池和光伏发电的进展与前景13．20世纪太阳能科技发展的回顾与展望14．光伏板：与太阳一同升起的希望 15．光伏水泵系统 16．光伏发电系统中逆变电源的原理与实现17．平板玻璃工业新技术 18．热壁外延（HWE）在导电玻璃上生长GaAs 19．科普知识 20．科普童话：太阳公公发电
1．太阳能概况 太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。 二十世纪50年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破：一是1954年美国贝尔实验室研制出6％的实用型单晶硅电池，二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。这两项技术突破为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础。 70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。1973年，美国制定了政府级的阳光发电计划，1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投入达8亿多美元。1992年，美国政府颁布了新的光伏发电计划，制定了宏伟的发展目标。日本在70年代制定了“阳光计划”，1993年将“月光计划”（节能计划）、“环境计划”、“阳光计划”合并成“新阳光计划”。德国等欧共体国家及一些发展中国家也纷纷制定了相应的发展计划。90年代以来联合国召开了一系列有各国领导人参加的高峰会议，讨论和制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约，设立国际太阳能基金等，推动全球太阳能和可再生能源的开发利用。开发利用太阳能和可再生能源成为国际社会的一大主题和共同行动，成为各国制定可持续发展战略的重要内容。 自“六五”以来我国政府一直把研究开发太阳能和可再生能源技术列入国家科技攻关计划，大大推动了我国太阳能和可再生能源技术和产业的发展。 二十多年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。返回11 2．光伏效应 光生伏特效应简称为光伏效应，指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。 产生这种电位差的机理有好几种，主要的一种是由于阻挡层的存在。以下以P-N结为例说明。
光伏电站防雷接地系统注意事项 1、接地的基本概念 当一根带电的导体与大地接触时，电流便从导体流人大地，并向四面八方流散。离带电导体越近，电流强度越大；离带电导体越远，电流强度越小。一般情况下，在带电体20m 以外，电流强度即很微弱，几乎没有电压降，这里就是电位上的0点，也就是电气上的“地”。 由此可知，带电导体虽然与大地接触，但接触点附近的电流强度还比较高，与电气上的“地”之间还有一定的电压降。如果这个电压降数值较大，当工作人员同时接触的两点（例如脚站地上，而手摸到有故障的电机外壳）之间的电压在60V 以上时，就会发生苊险，因此，要求这一电压降不能过大。电压降UZ 与流人大地的电流IZ 的比值，叫做接地电阻R Z ，即 Z Z Z U R I 当I Z 一定时，R Z 越小，U Z 也越小。为了降低电压降，应将光伏电站的接地电阻控制在一定数值以下，以保证人身安全。 概括地说，接地是为了保证电力设备正常工作和人身安全所采取的一种安全用电措施，通过金属导线与接地装置连接来实现接地。接地装置能够将电力设备和其他生产设备上可能发生的漏电流、静电荷以及雷电流等引入地下，从而避免人身触电和可能发生的火灾、爆炸等事故。 2.光伏接地系统 所有接地都要连接在一个接地体上，光伏系统的接地包括以下几个方面。 防雷接地：为了防止各种雷引起的雷电流的损害，避雷针、避雷带(线)以及低压避雷器，连接架空线路的电缆金属外皮必须可靠接地。 工作接地：为保证安全，逆变器的中性点、电压和电流互感器的二次绕组必须接地。 保护接地：为防止出现正常情况下不带电、而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的情况，光伏电池组件机架、控制器外壳、逆变器外壳、配电箱外壳、电缆外皮、穿线金属管道的外皮必须接地。 屏蔽接地：为了防止电磁干扰而对电子设备所做的金属屏蔽必须接地。 直接雷击会产生数百kA 的电流。雷电流被接闪器引入大地时，要经由引下线、接地体而分散入地。电流经接地装置进入大地是以半球面形状向大地散流的，离接地体20m 处，半球表面积很大，该处的电位趋于零，称为电气上的“地”。由于在接地体与“地”之间存
1、防雷接地的重要性及方式 防雷与接地是关系建筑物及人身生命安全的头等大事，雷击时有强大电流通过，产生机械力和热效应，破坏建（构）筑物和电气设备。但是在监理过程中，经常遇到施工或相关专业人员对防雷接地重视不够，认为其技术性不强，工艺较简单，范围又窄小，往往在施工中出现不规范作业或纰漏，也未能引起人们的警觉。因此，防雷与接地隐蔽工程的施工验收在监理工作中至关重要，其施工质量直接影响整个建筑的使用功能、安全和使用寿命。 通常雷电损害的形式有3种：直击雷、感应雷和雷电反击。 在建筑设计中规定了建筑物设防要有多种防雷接地的要求，防雷的基本方法为“泄”和“抗”。一方面，要因势利导，使用接地的避雷设施，把雷电引向自身泄掉，以削弱其威力。另一方面，要求各种电气设备具有一定的绝缘水平或采取其他补救措施，以提高抵抗雷电破坏的能力。两者如能恰当地结合，并根据保护物的具体情况，灵活地采取措施，就可以防止或减少雷害，达到保证安全供电的目的。目前建筑工程常用的防雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成，如图 1 所示。 ２、防雷接地系统施工质量通病 （1）用结构钢材代替避雷针（网）及其引下线，镀锌焊接破坏层不刷防锈漆。 （2）引下线、均压环、避雷带搭接的连接长度不够，扁钢小于宽度的2倍，圆钢小于直径的6倍，焊接不饱满，焊接处有夹渣、焊瘤、虚焊、咬肉和气孔，没有敲掉焊渣等缺陷。
（3）接地体的引出线未作防腐处理，使用镀锌扁钢时，引出线的焊接部位未补刷防腐涂料。 （4）接地线跨越建筑物变形缝处时，未加设补偿器，穿墙体时未加保护管。 （5）屋面金属物，如管道、梯子、旗杆和设备外壳等，未与屋顶防雷系统相连。 （6）螺栓连接的连接片未经处理，镀锌或镀锡面不完整，片与片接触不严密。 （7）电气设备接地（接零）的分支线，未与接地干线连接，实行串联连接或通过支架、基础槽钢过渡。 （8）接地体安装埋设深度不够，距地面高度小于0.6 m. （9）避雷带变形严重、支架脱落、引下点间距偏大、不预留引下线外接线。 （10）以金属管代替PE 线、等电位联结，桥架及金属管、电器的柜、箱、门等跨接地线线径不足。 （11）多层住宅采用TN— S系统时，进线在总电表箱处没有重复接地，没有按要求在配电间作MEB. （12）插座接地线互相串接，安装高度低于2.4 m的灯具可接近金属导体的未接地。 ３、防雷接地系统施工质量控制要点 ３.１做好防雷接地的预控工作