深层循环电池-水浸,AGM,凝胶和铅碳
杰森Svarc
直到最近,铅酸深循环电池是最常用的电池用于太阳能离网和beplay全站App混合动力能源储存,以及许多其他应用。铅酸电池有多种不同的类型和尺寸,可以是单个电池(2V),也可以是由多个电池串联在一起以所需电压工作的电池。例如,普通的12V电池(比如你车里的电池)实际上是由6个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用,以下列出了四个主要品种:
四种深循环铅酸电池
浸水铅酸(通风)
阀控铅酸(VRLA)
吸收玻璃垫(AGM)
凝胶电解质(Gel)
铅碳凝胶电解液
深层循环OPzV管状凝胶
淹没铅酸
最古老和最基本的类型是淹没了铅酸电池,其中电解质(酸)是液体形式。直到10-12年前,水浸电池是最常见的深循环电池,目前仍用于一些大型离网系统。在充、放电过程中,电池会产生挥发性气体,并将其排出电池以防止压力的积聚。这样做的缺点是电解液水平降低,需要定期补充,但这也可以使电池得到维护,因此如果定期进行维护,充满水的电池可以使用很长时间(长达20年或更长)。
2.阀门调节铅酸- VRLA
密封的VRLA或阀控铅酸电池(AGM和Gel)的工作方式与水浸电池相同,但密封在防漏外壳中,电解液以非液体形式存在。
VRLA电池使用气体重组系统,将充电/放电过程中产生的气体组合回电池中。这可以防止几乎所有的电解质损失(接近99%)通过气体。这些电池因此不可使用或免维护,因为它们是密封的,没有酸溢出的机会。这意味着它们也比充满水的电池更安全,更容易处理和运输。
AGM密封铅酸
AGM电池使用VRLA系统,但将电解质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)可能相当低,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,它是使用一种特殊的凝胶剂来创建一种厚的固定电解质。众所周知,凝胶电池在高放电率下表现非常好,通常比AGM电池寿命更长,但它们通常更昂贵。
3.lead-Carbon电池
铅碳电池是一种先进的VRLA铅酸电池,它使用普通铅正极(阳极)和碳复合负极(阴极)。碳作为一种“超级电容器”,可以更快地充电和放电,并在部分充电状态下延长寿命。
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单电池(2V)串联在一起,形成24V或48V深循环电池组。这些通常被称为OPzV(Ortsfest PanZerplatte Verschlossen)电池,在德语中是“固定管状板封闭”电池的意思。下面列出的制造商使用先进的管状板电极与编织聚酯护手和固体网格在一个耐腐蚀的铅钙合金。
管状凝胶电池可以提供非常高的循环寿命,在20% DOD下可循环5000次(15年),在40% DOD下可循环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(通常为15-30℃)。
最好的OPzV管状凝胶电池制造商
Hoppecke
选项卡
YHI权力
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。有许多信誉良好的公司为太阳能应用生产高质量的管状凝胶铅酸电池。beplay全站App
电池容量和放电深度(DOD)
电池中储存的可用能量称为电池容量,在特定的C额定值下以安培小时(Ah)为单位测量。C等级是指放电时间,C10(10小时放电)等级是最常用的等级。请注意,在比较电池容量或C级时,应始终参考制造商的规格。所有深循环电池制造商将提供一个电池的总容量在Ah一个或多个C评级。放电时间越长,Ah额定容量越高。
当电池放电时,所使用的电池电量称为放电深度(DOD)和仍然可用的能量量被称为收费状态(SOC)。DOD和SOC的水平与电池或电芯空载时的电压成正比。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。参考下图为典型的12V铅酸电池:
注意:如果没有电能表(或分流器),使用电池电压估计的SOC只能在电池无负载的情况下确定!
电池温度对荷电状态有显著影响,较低的电池温度会降低荷电状态和可用电量。然而,较低的电池温度不会降低电池寿命,除非电解质结冰,在这种情况下,它会破坏电池。另一方面,过高的电池温度会大大降低电池的寿命。理想的工作温度范围为15 ~ 25℃。一般来说,一旦电池温度(不是空气温度)达到35°C或更高,电池的寿命就会降低。所造成的损害与温度成正比。例如,长时间高于40°C的高温可以在短短1-2年内破坏设计寿命为10年的电池。
电池充电表-充电状态
现在有许多可靠的电池充电计,可以通过内部或外部分流来测量进出电池系统的电流来确定电池荷电状态。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极其精确的SOC读数。电池电量计对于确保电池不会定期过度放电非常重要,因为这会显著降低电池寿命。一种非常流行的电池电量计是Victron BMV这也是蓝牙控制通过智能手机应用程序。
需要注意的是,随着时间的推移,随着电池的老化,电池电压会慢慢降低。这是正常的,在读取电池SOC时应该考虑到这一点。此外,如果没有充电电压,电池会随着时间慢慢放电。这被称为自放电,通常每月大约3-6%,这取决于电池的类型。因此,深度循环电池可以处于充满电的状态几个月,但绝不能处于完全放电的状态,因为这会导致快速硫化并永久损坏电池。
电池银行
深度循环电池组是由许多电池串联或并联连接在一起的组合。当电池串联连接时,输出电压增加,而如果它们并联连接,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。国内离网和混合电源系统最常用的系统电压为12V、24V和48V。一般来说,系统越大,所使用的电压就越高。例如,一个大型离网系统将使用24节高容量2V电池,通过相互连接的电缆串联起来,形成一个48V电池组。混合动力系统中经常使用的较小的电池组通常由少量6V或12V电池组成一个24V电池组。
深度循环充电
铅酸深循环电池充电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,可选的第4个充液电池平衡阶段。还有多达7级充电器,其中包括各种其他电池回收功能。
充电器必须与电池组电压匹配,例如24V充电器只能用于24V电池系统。大多数现代离网逆变器/充电器或者多模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端子传感器。
铅酸蓄电池充电阶段
批量充电阶段-一般为15-40分钟*
吸收充电阶段-一般1-3小时*
〇浮动舞台不定
Equilise阶段(只适用于充水电池)
*实际充电时间取决于电池DOD,电池温度,充电速率,负载和电池年龄。始终参考电池制造商的规格(数据表)。
多级充电器的不同充电阶段确保电池完全充电到100%,而不会过热或过度充电。多级充电器首先以更高的电压为电池充电约1-3小时(体积和吸收阶段),然后降低充电电流,将电压降低到所谓的浮动电压,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,不能以正确的充电电压为电池充电。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。所有新的混合动力和交互式逆变器(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,使用寿命更长
为了增加深循环铅酸电池的寿命,应该将其充电至100%荷电状态(SOC)。每周一次.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,电池可能很多天都无法充满电,因此应使用外部备用电源,如发电机。
由于温度对电池的充电状态有很大的影响,高端电池充电系统(多模逆变器、调节器或控制器)将有一个电池温度传感器,并具有自动调整充电电压以适应电池温度的能力。这在炎热的气候下非常重要,因为电池在充电时可能会过热,从而造成永久性损坏。
注意:千万不要使用廉价的汽车电池充电器。这些电池没有任何关于电池电压的反馈控制,永远不应该用于深循环电池充电。
*重要:经常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,以确保电池以安全可靠的方式运行。始终使用高质量的电池充电器或调节器,具有自动切断和过载保护,以防止损坏和过度充电。
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