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深循环电池-水浸,AGM,凝胶和铅碳

杰森Svarc

铅酸和铅碳深循环电池

直到最近,铅酸深循环电池一直是最常用的太阳能离网电池beplay全站App混合动力能源储存,以及其他许多应用。铅酸电池有多种类型和大小,可以是单个电池(2V),也可以是由多个电池串联在一起,以在需要的电压下工作。例如,一个普通的12V电池(比如你车里的那个)实际上是由6 × 2V电池串联而成的。最常见的电池电压是2V, 6V和12V。

有几种不同类型的铅酸深循环电池可供选择,主要有以下四个品种:

4种深循环铅酸电池

  1. 淹没铅酸(排放)

  2. 阀控铅酸(VRLA)

    • 吸收玻璃垫(AGM)

    • 凝胶电解质(凝胶)

  3. 铅-碳凝胶电解质

  4. 深层循环OPzV管状凝胶


  1. 淹没铅酸

特洛伊铅酸深循环离网电池

最古老和最基本的类型是淹没了铅酸电池的电解液(酸)是液态的。直到10-12年前,水浸电池是最常见的深循环电池,目前仍在一些大型离网系统中使用。在充满电池的充放电过程中,会产生挥发性气体,并将其排出电池,以防止压力的积聚。这样做的缺点是电解质水平降低,需要定期补充,但这也使电池得以维护,因此,如果定期维护,充满的电池可以使用很长时间(长达20年或更长)。

2.阀控铅酸- VRLA

密封的VRLA或阀控铅酸电池(AGM和Gel)的工作方式与浸水电池相同,但密封在防漏外壳中,电解液是非液体形式。

VRLA电池使用一种气体重组系统,将充放电过程中产生的气体重新组合到电池中。这防止了几乎所有电解质的损失(接近99%)通过气体。因此,这些电池是不可使用或无需维护的,因为它们是密封的,没有酸泄漏的机会。这意味着它们比被水淹没的电池更安全,更容易操作和运输。

VRLA电池上的南都气体复合阀系统

VRLA电池上的南都气体复合阀系统

  • AGM密封铅酸

AGM电池使用VRLA系统,但将电解液存储在铅钙板之间的吸收玻璃垫中。这是最具成本效益的VRLA电池类型,近年来已经变得非常流行。然而,与水浸电池和凝胶电池相比,这种电池的循环寿命(寿命)非常低,通常为6-10年。

  • 凝胶密封铅酸

凝胶电池使用VRLA系统,但有一种凝胶电解质,这种电解质是使用一种特殊的胶凝剂来产生一种厚厚的固定电解质。众所周知,凝胶电池在高放电率下性能非常好,通常比AGM电池寿命更长,但它们通常更贵。

3.lead-Carbon电池

铅碳电池是一种先进的VRLA铅酸电池,采用普通铅正极板(阳极)和碳复合负极板(阴极)。碳作为一种“超级电容器”,可以更快地充放电,并延长部分充电状态下的寿命。

南都铅碳深循环离网电池

和普通的凝胶密封电池一样,铅碳电池也是密封的,通常使用凝胶电解质,以提高安全性和低维护。

REXC系列Lead-Carbon来自南都的电池使用了纳米碳材料阴极,该公司声称这种材料比传统的铅酸电池具有更长的循环寿命。以纳米碳或先进的阴极合金材料为原料生产铅碳电池的公司有日本等GS汤YHI权力

4.管状凝胶OPzV铅酸电池

有几个高质量的电池制造商已经设计了非常高性能,高循环寿命的电池,专门为太阳能装置设计。beplay全站App这些管状凝胶VRLA单芯(2V)蓄电池串联形成24V或48V深循环电池组。这些通常被称为OPzV这种电池在德语中是“固定管状闭合”电池的意思。下面列出的制造商使用先进的管状板电极,编织聚酯护手和坚固的栅格在耐腐蚀的铅-钙合金。

管状凝胶电池可以提供非常高的循环寿命,在20% DOD时可达5000次(15年),在40% DOD时可达3000次,如果满足特定的充电参数,并且电池保持在正确的温度范围内(通常15-30℃)。

最佳OPzV管状凝胶电池制造商

先进的管状凝胶深循环电池是一项经过验证的技术,具有15年以上的设计寿命。有许多建立良好的值得信赖的公司生产高质量的管状凝胶铅酸电池用于太阳能应用。beplay全站App

了解如何深循环VRLA电池比较领先的锂电池系统

了解如何深循环VRLA电池比较领先的锂电池系统


电池容量和放电深度(DOD)

储存在电池中的可用能量被称为电池容量,以安培小时(Ah)为单位,在特定的C额定值。C等级是指放电时间,C10(10小时放电)等级是最常用的等级。注意,当比较电池容量或C额定值时,您应该总是参考制造商的规范。所有深循环电池制造商将提供总容量在Ah在一个或多个C评级。放电时间越长,容量Ah额定值越高。

当电池被放电时,所使用的电池电量被称为放电深度(DOD),仍然可用的能量被称为电荷状态(SOC)。空载时,DOD和SOC水平与电池或电池电压成正比。典型的充满电的12V电池的电压读数为12.8至13.0伏,而完全放电的12V电池的电压读数约为11.8至12.0伏,这取决于温度和电池的使用年限。参考下图典型的12V铅酸蓄电池:

注意:没有电能表(或分流器),使用电池电压估计的SOC只能在电池上没有负载的情况下确定!

铅酸蓄电池的充电状态

电池温度对电池荷电状态有显著影响——较低的电池温度会降低电池荷电状态和可用能量。然而,较低的电池温度不会减少电池寿命,除非电解液冻结,在这种情况下,它会破坏电池。另一方面,电池温度过高会大大降低电池的寿命。理想的工作温度范围为15 ~ 25℃。一般情况下,一旦电池温度(不是空气温度)高于35°C,电池的寿命就会降低。损坏程度与温度成正比。例如,如果在40°C以上的高温下长时间使用,那么设计寿命为10年的电池在短短1-2年内就会损坏。

电池充电仪表-充电状态

一个流行的电池SOC表Victron能源-维创能源

现在有许多可靠的电池充电仪表可用,可以确定电池SOC使用内部或外部分流来测量电流流入和流出的电池系统。其中许多仪表可以通过各种设置进行微调,以在所有条件下实现非常准确的SOC读数。电池充电表是重要的,以确保电池不是太深放电的定期基础上,因为它显著降低电池寿命。一种非常流行的电池充电表是Victron BMV它也是通过智能手机应用程序控制的蓝牙。

值得注意的是,随着时间的推移,电池老化,电池电压将缓慢降低。这是正常的,应该考虑时,读取电池的SOC。此外,如果没有充电电压,电池会随着时间缓慢放电。这就是所谓的自放电,根据电池类型的不同,自放电频率通常在每月3-6%左右。因此,深循环电池可以在充满电的状态下保持几个月,但不应该完全放电,因为这会导致快速的硫化,并永久性地损坏电池。


电池银行

电池银行

深循环电池组是将若干电池串联或并联连接在一起的组合。当电池串联时,输出电压增加,而如果它们并联,总输出电流增加。通过这样做,电池组电压(或系统电压)可以匹配到逆变器和其他组件。国内离网和混合电力系统最常用的系统电压是12V、24V和48V。一般来说,系统越大,所使用的电压越高。例如,一个大型离网系统将使用24个大容量2V电池与互连电缆串联,形成48V电池组。混合动力系统中使用的小型电池组通常由少量的6V或12V电池组成24V电池组。


电池深循环充电

充电铅酸深循环电池系统需要专用的多级电池充电器。大多数现代混合或多模式电池逆变器在离网时都具有多级充电功能DC-coupled系统的直流太阳能调节器或太阳能beplay全站App控制器充电电池。典型的充电周期包括3个主要阶段和可选的第4个平衡阶段的浸水电池。还有多达7个阶段的充电器,其中包括各种其他电池回收功能。

充电器必须匹配电池组电压-例如,一个24V充电器只能用于24V电池系统。大多数现代离网逆变器/充电器或多模式逆变器有专用的多级充电器内置温度传感器和精确的电压终端传感器。

铅酸蓄电池充电阶段

  1. 散装充电阶段-通常15 - 40分钟*

  2. 吸收充电阶段-通常1 - 3小时*

  3. 浮动阶段- - - - - -不定

  4. Equilise阶段(仅限浸水电池使用)

太阳能存储系统中典型的12V密封铅酸蓄电池组的充电周期。beplay全站App

*实际充电时间取决于电池DOD、电池温度、充电速率、负载和电池寿命。总是参考电池制造商的规格(数据表)。

多级充电器的各个充电阶段确保电池完全充电回100%,而不会过热或过充电池。多级充电器是这样做的:首先以较高的电压为电池充电约1-3小时(体积吸收级),然后降低电荷电流以降低电压,即所谓的浮动电压,可以无限期地维持。然而,值得注意的是,许多便宜的充电器本质上只是浮动充电器,并没有在正确的充电电压充电电池。只要浮电压接近电池制造商指定的浮电压,它们通常可以很好地维护电池。所有新的混合和交互式逆变器(离网)都包含多级充电系统,所以这不是一个问题。

每周给深循环电池充满电,延长使用寿命

为了提高深循环铅酸电池的寿命,它应该被充电到100%的充电状态(SOC)一周一次.这确保了电池的寿命是通过完成化学反应和分解任何硫酸盐当电池长时间不充电时就会发生这种情况。在冬季,电池可能会有很多天不能充满电,所以应该使用外部备用电源,如发电机。

由于温度对电池充电状态的影响很大,高端电池充电系统(多模式逆变器、调节器或控制器)将配备电池温度传感器,并具有自动调节充电电压以适应电池温度的能力。这在炎热的气候中非常重要,因为电池在充电时可能会过热,这会造成永久性的损坏。

注意:永远不要使用廉价的汽车电池充电器。这些对电池电压没有任何反馈控制,不应该用于深循环电池充电。

*重要:请始终参考电池制造商的规格和建议。每个电池都有特定的充电电压,确保电池安全可靠地工作。始终使用高质量的电池充电器或调节器,自动切断和过载保护,以防止损坏和过度充电。


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