鉛酸電池的結(jié)構(gòu)及工作原理

蓄電池組是光伏電站的貯能裝置，由它將太陽能電池方陣從太陽輻射能轉(zhuǎn)換來的直流電轉(zhuǎn)換為化學能貯存起來，以供應用。

光伏電站中與太陽能電池方陣配用的蓄電池組通常是在半浮充電狀態(tài)下長期工作，它的電能量比用電負荷所需要的電能量要大，因此，多數(shù)時間是處于淺放電狀態(tài)。當冬季和連陰天由于太陽輻射能減少，而出現(xiàn)太陽能電池方陣充電不足的情況時，可啟動光伏電站備用電源—柴油發(fā)電機組給蓄電池組補充充電，以保持蓄電池組始終處于淺放電狀態(tài)。固定式鉛酸蓄電池性能優(yōu)良、質(zhì)量穩(wěn)定、容量較大、價格較低,是我國光伏電站目前選用的主要貯能裝置。

鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理：

①鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)

鉛酸蓄電池主要由正極板組、負極板組、隔板、容器、電解液及附件等部分組成。極板組是由單片極板組合而成，單片極板又由基極(又叫極柵)和活性物質(zhì)構(gòu)成。鉛酸蓄電池的正負極板常用鉛銻合金制成，正極的活性物是二氧化鉛，負極的活性物質(zhì)是海綿狀純鉛。

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充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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極板按其構(gòu)造和活性物質(zhì)形成方法分為涂膏式和化成式。涂膏式極板在同容量時比化成式極板體積小、重量輕、制造簡便、價格低廉，因而使用普遍;缺點是在充放電時活性物質(zhì)容易脫落，因而壽命較短。化成式極板的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)堅實，在放電過程中活性物質(zhì)脫落較少，因此壽命長；缺點是笨重，制造時間長，成本高。隔板位于兩極板之間，防止正負極板接觸而造成短路。材料有木質(zhì)、塑料、硬橡膠、玻璃絲等，現(xiàn)大多采用微孔聚氯乙烯塑料。

電解液是用蒸餾水稀釋純濃硫酸而成。其比重視電池的使用方式和極板種類而定，一般在1.200－1.300(25℃)之間(充電后)。

容器通常為玻璃容器、襯鉛木槽、硬橡膠槽或塑料槽等。

②鉛酸蓄電池的工作原理

蓄電池是通過充電將電能轉(zhuǎn)換為化學能貯存起來，使用時再將化學能轉(zhuǎn)換為電能釋放出來的化學電源裝置。它是用兩個分離的電極浸在電解質(zhì)中而成。由還原物質(zhì)構(gòu)成的電極為負極。由氧化態(tài)物質(zhì)構(gòu)成的電極為正極。當外電路接近兩極時，氧化還原反應就在電極上進行，電極上的活性物質(zhì)就分別被氧化還原了，從而釋放出電能，這一過程稱為放電過程。放電之后，若有反方向電流流入電池時，就可以使兩極活性物質(zhì)回復到原來的化學狀態(tài)。這種可重復使用的電池，稱為二次電池或蓄電池。如果電池反應的可逆變性差，那么放電之后就不能再用充電方法使其恢復初始狀態(tài)，這種電池稱為原電池。

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標稱電壓：28.8V
標稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
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電池中的電解質(zhì)，通常是電離度大的物質(zhì)，一般是酸和堿的水溶液，但也有用氨鹽、熔融鹽或離子導電性好的固體物質(zhì)作為有效的電池電解液的。以酸性溶液(常用硫酸溶液)作為電解質(zhì)的蓄電池，稱為酸性蓄電池。鉛酸蓄電池視使用場地，又可分為固定式和移動式兩大類。鉛酸蓄電池單體的標稱電壓為2V。實際上，電池的端電壓隨充電和放電的過程而變化。

鉛酸蓄電池在充電終止后，端電壓很快下降至2.3伏左右。放電終止電壓為1.7－1.8伏。若再繼續(xù)放電，電壓急劇下降,將影響電池的壽命。鉛酸蓄電池的使用溫度范圍為＋40℃―－40℃。鉛酸蓄電池的安時效率為85%－90%，瓦時效率為70%，它們隨放電率和溫度而改變。

凡需要較大功率并有充電設備可以使電池長期循環(huán)使用的地方，均可采用蓄電池。鉛酸蓄電池價格較廉,原材料易得,但維護手續(xù)多，而且能量低。堿性蓄電池,維護容易，壽命較長,結(jié)構(gòu)堅固，不易損壞，但價格昂貴，制造工藝復雜。從技術經(jīng)濟性綜合考慮，目前光伏電站應以主要采用鉛酸蓄電池作為貯能裝置為宜。