VRLA 蓄電池在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用

在早期光伏發(fā)電系統(tǒng)中，一般使用開口式鉛酸蓄電池作為儲能裝置，但開口式鉛酸蓄電池有需要加酸加水維護(hù)，酸液易污染環(huán)境等缺點，不利于無人值守使用及環(huán)保。近些年來，閥控式密封鉛酸蓄電池（VRLA）由于密封不漏酸、不腐蝕設(shè)備污染環(huán)境，備受歡迎，在我國電信、電力、鐵路等行業(yè)得到廣泛使用。現(xiàn)在的光伏系統(tǒng)用蓄電池，幾乎全部為VRLA蓄電池。VRLA蓄電池的主要作用有兩點：（1）在晚上或多云及光伏陣列產(chǎn)能和負(fù)載用電不一致等情況下，蓄電池能夠存儲多余能量或給負(fù)載提供能量；（2）由于太陽能電池組件的工作特性受太陽輻照度、溫度等影響很大，負(fù)載常常不能處在最理想工作點附近。蓄電池對太陽能電池的工作電壓具有鉗位作用，能夠保證負(fù)載處在最理想工作點附近。

光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成
光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用光電效應(yīng)原理將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電系統(tǒng)，通常由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組、直流/交流逆變器等組成，如圖1所示。

圖1 光伏發(fā)電系統(tǒng)組成框圖

太陽能電池組件的作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，供給負(fù)載工作或給蓄電池組充電；控制器的作用是對蓄電池組的充放電進(jìn)行保護(hù)；蓄電池組用于存儲電能；逆變器的作用是將直流電變換為交流電。在夜晚或陰雨天，太陽電池組件無法工作時，由蓄電池組供電給負(fù)載工作。可見，蓄電池組在光伏發(fā)電系統(tǒng)中起著相當(dāng)重要的作用。

光伏發(fā)電系統(tǒng)用VRLA蓄電池特點
1 光伏發(fā)電系統(tǒng)用蓄電池的工作方式
蓄電池的工作方式可分為循環(huán)使用和浮充使用兩種。經(jīng)常處于頻繁的充放電工作狀態(tài)，即循環(huán)使用；經(jīng)常處于充電狀態(tài)則為浮充使用，能彌補蓄電池因自放電而造成的容量損失。光伏發(fā)電系統(tǒng)用VRLA蓄電池屬于循環(huán)使用方式。

2 光伏系統(tǒng)用蓄電池充放電特性
光伏發(fā)電系統(tǒng)用蓄電池充放電特性一般有4點：（1）白天充電，晚上以及陰、雨天放電；（2）充電倍率低，平均充電電流一般為0.01～0.02C，很少達(dá)到0.1～0.2C；（3）放電電流小，放電倍率通常為0.004～0.05C；（4）一次充電時間較短，即使長的時候僅為約10 h。光伏系統(tǒng)很少能完全、快速地給蓄電池充滿電，蓄電池往往會處于欠充電狀態(tài)。