Stručný úvod do klasifikácie batérií a aplikácie technológie solárnej energie

Batéria je elektrochemické zariadenie, ktoré uchováva chemickú energiu a v prípade potreby uvoľňuje elektrickú energiu. Ako negatívna elektróda používa mriežku oloveného substrátu naplnenú špongiou podobnou olovom (známu aj ako mriežka), ako kladnú elektródu mriežku oloveného substrátu naplnenú oxidom olovnatým a zriedenú kyselinu sírovú s hustotou 1.{{1} }.33 g/mlg/ml ako elektrolyt. Keď je batéria vybitá, kovové olovo je záporná elektróda, ktorá podlieha oxidačnej reakcii a vytvára síran olovnatý; Oxid olovnatý je kladná elektróda, ktorá podlieha redukčnej reakcii za vzniku síranu olovnatého. Keď sa batéria nabíja jednosmerným prúdom, dva póly generujú elementárne olovo a oxid olovnatý. Po odpojení napájania sa vráti do stavu pred vybitím a vytvorí chemickú batériu. Batériu je možné opakovane nabíjať a vybíjať a jej individuálne napätie je 2V. Batéria je súprava batérií zložená z jedného alebo viacerých jednotlivých článkov, skrátene batéria. Najbežnejším typom je 6V a ostatné typy batérií zahŕňajú 2V, 4V, 8V a 24V. Napríklad batéria používaná v automobiloch (bežne známa ako batéria) je 12V batéria pozostávajúca zo šiestich batérií zapojených do série. Čo sa týka tradičných suchých batérií (ako sú automobilové a motocyklové batérie so suchým zaťažením), po určitom čase používania by sa mala pridať destilovaná voda, aby sa udržala hustota zriedeného elektrolytu kyseliny sírovej približne 1,28 g/ml; Pokiaľ ide o bezúdržbové batérie, destilovaná voda už nie je potrebná až do konca ich životnosti.
Existujú rôzne metódy klasifikácie batérií, ktoré možno vo všeobecnosti rozdeliť do troch kategórií. Do prvej kategórie patria alkalické batérie, batérie s hydroxidom draselným ako hlavným elektrolytom, ako sú alkalické zinko-mangánové batérie (bežne známe ako alkalické mangánové batérie alebo alkalické batérie), kadmium-niklové batérie, nikel-vodíkové batérie atď. kyslý vodný roztok ako médium, ako sú zinkovo-mangánové suché batérie (niektorými spotrebiteľmi tiež známe ako kyslé batérie), batérie s morskou vodou atď.; Batérie s organickým elektrolytom sú dôležité batérie, ktoré využívajú organické roztoky ako médium, ako sú lítium-iónové batérie, lítium-iónové batérie atď. Typ 2: Klasifikované podľa povahy práce a spôsobu skladovania, zahŕňa: primárne batérie, známe tiež ako primárne batérie batérie, tj batérie, ktoré sa nedajú dobíjať, ako sú zinkovo-mangánové suché batérie, lítiové primárne batérie atď.; Sekundárne batérie, ako sú nikel-vodíkové batérie, lítium-iónové batérie, kadmium-niklové batérie atď.; Tradične sa batériami označujú olovené batérie, ktoré sú tiež sekundárnymi batériami; Palivové napájacie články, kde sa aktívne materiály počas prevádzky nepretržite pridávajú do batérie zvonku, ako sú vodíkové kyslíkové palivové články; Rezervné batérie, to znamená, že batérie sú skladované bez priameho kontaktu s elektrolytom, kým sa nepoužívajú pred pridaním elektrolytu, ako sú strieborné horčíkové batérie, známe tiež ako batérie s morskou vodou. Tretia kategória: rozdelená podľa kladných a záporných elektródových materiálov používaných v batériách, vrátane: zinkových batérií série, ako sú zinkovo-mangánové batérie, zinkovo-strieborné batérie atď.; Niklové sériové batérie, ako sú kadmium-niklové batérie, vodíkové niklové batérie atď.: olovené sériové batérie, ako sú olovené batérie atď.; Lítium-iónové batérie, lítium-mangánové batérie; Batérie série oxidu manganičitého, ako sú zinok-mangánové batérie, alkalické mangánové batérie atď.; Vzduchové (kyslíkové) batérie série, ako sú zinkovo-vzduchové batérie.
1. Existuje niekoľko dôležitých typov produktov olovených batérií a ich použitie je nasledovné:
Batérie štartovacieho typu: dôležité pre štartovanie a osvetlenie v automobiloch, motocykloch, traktoroch, dieselových motoroch atď.
Pevná batéria: dôležitá ako záložný zdroj energie na ochranu a automatické riadenie v komunikačných, elektrárňach a počítačových systémoch;
Batérie trakčného typu: dôležité pre rôzne zdroje energie, ako sú batériové vozíky, vysokozdvižné vozíky a vysokozdvižné vozíky;
Železničné batérie: dôležité pre štartovací a svetelný výkon železničných dieselových lokomotív, elektrických lokomotív a osobných automobilov;
Batérie na skladovanie energie: dôležité na skladovanie elektriny na účely výroby veternej, solárnej a inej energie.
2. Batéria UPS
UPS sa nazýva neprerušiteľný zdroj napájania, pretože pri výpadku prúdu dokáže rýchlo prejsť do stavu „invertor“, takže používané počítače nestratia dôležité súbory v dôsledku náhlych výpadkov napájania a budúceho skladovania. Nepoužíva sa ako záložný zdroj energie. Ak chcete len využívať elektrinu pri výpadku prúdu, stačí si kúpiť menič. Väčšina domácich batérií UPS sú bezúdržbové olovené batérie.
3. Lítium-železofosfátová batéria
Lítium-iónové batérie s fosforečnanom železa sú najbezpečnejšie batérie s vysokou špecifickou energiou v rodine lítium-iónových batérií. Vybíjacie napätie lítium-železofosfátových batérií je veľmi stabilné, zvyčajne 3,2 V. V neskoršom štádiu vybíjania (dôležité sa týka zostávajúceho 10% kapacity) sa napätie rýchlo mení a vypínacie napätie je vo všeobecnosti 2,5V. Teplota prostredia, najmä nízka teplota, bude mať vplyv na kapacitu vybíjania lítium-železitých fosfátových batérií: kapacita vybíjania pri -20 stupňoch je 45 % kapacity pri izbovej teplote, {{10} } stupeň je 65 % kapacity izbovej teploty, -5 stupeň je 80 % izbovej teploty, 0 stupňov je 90 % izbovej teploty a zmena vybíjacej kapacity z 0 stupňov na 20 stupňov je veľmi malá . Nízkoteplotný výkon lítium-železofosfátových batérií je lepší ako výkon olovených batérií.
4. Super batéria
Napájací zdroj superbatériového motora na štartovanie motora je zariadenie, ktoré dokáže rýchlo uložiť energiu a dodať štartovaciu energiu do spaľovacieho motora, keď tradičná batéria používaná v spaľovacom motore zlyhá a nedá sa naštartovať.
Solárna batéria Jiaotong University Optics Valley je „batéria“ V súčasnosti existujú štyri typy aplikácií pri výrobe solárnej fotovoltaickej energie: olovené bezúdržbové batérie, bežné olovené batérie, koloidné batérie a alkalické nikel-kadmiové batérie. Najpoužívanejšie solárne batérie v Číne sú olovené bezúdržbové batérie a koloidné batérie. Tieto dva typy batérií sú vhodné pre spoľahlivé solárne systémy, najmä bezobslužné pracovné stanice, vďaka ich prirodzeným bezúdržbovým vlastnostiam a menšiemu znečisteniu životného prostredia.
Obyčajné olovené batérie sú vzhľadom na ich častú údržbu a značné znečistenie životného prostredia dôležité a vhodné na použitie v situáciách vyžadujúcich údržbu alebo v nenáročných situáciách.
Napriek tomu, že alkalické nikel-kadmiové batérie majú dobrý výkon pri nízkych teplotách, prebíjaní a vybíjaní, sú kvôli vysokej cene vhodné len na špeciálne príležitosti.
S rozšíreným používaním solárnych fotovoltaických systémov na výrobu energie sa čoraz väčšej pozornosti dostáva aj batérii používanej ako podporné zariadenie.
Solárna batéria Jiaotong University Optics Valley má nasledujúce vlastnosti
1. Má dobrú schopnosť hlbokej cirkulácie a vynikajúce schopnosti prebíjania a vybíjania.
2. Dlhá životnosť, špeciálny procesný dizajn a koloidný elektrolyt sú zárukou dlhej životnosti batérií.
3. Vhodné pre batérie, ktoré môžu normálne fungovať pri rôznych environmentálnych požiadavkách, ako je vysoká nadmorská výška, vysoká teplota, nízka teplota a iné podmienky.
Princíp fungovania solárnej batérie Jiaotong University Optics Valley
Počas dňa slnečné svetlo svieti na solárne moduly, čo spôsobuje, že zažívajú určitú amplitúdu jednosmerného napätia, pričom svetelnú energiu premieňajú na elektrickú energiu a potom ju prenášajú do inteligentného ovládača. Po ochrane proti prebitiu inteligentným regulátorom sa elektrická energia prenášaná zo solárnych modulov prenáša do batérie na uskladnenie; A skladovanie vyžaduje batériu, čo je elektrochemické zariadenie, ktoré uchováva chemickú energiu a v prípade potreby uvoľňuje elektrickú energiu.
Dôležité komponenty, ktoré tvoria batériu, sú nasledovné:
Anode plate (lead peroxide. PbO2) ->účinná látka
Cathode plate (sponge like lead, Pb) ->účinná látka
Electrolyte (dilute sulfuric acid) ->kyselina sírová (H2SO4) + voda (H2O)
Puzdro batérie
Izolačná doska
Iné (zástrčky tekutých portov, uzávery atď.)
Používanie a údržba solárnych batérií v údolí optiky univerzity Jiaotong
(1) Vhodná pracovná teplota: 15-20 stupňov
(2) Spôsob pripojenia solárnej batérie je pripojiť kladný pól solárnej batérie ku kladnému pólu a záporný pól k zápornému pólu. Týmto spôsobom sa výkon solárnej batérie zdvojnásobí a napätie bude rovnaké ako napätie solárnej batérie. Dva póly solárnej batérie sa nesmú skratovať (naraziť).
(3) V prípade solárnych batérií, ktoré boli prvýkrát novo inštalované alebo renovované, by sa malo nabíjať dlhšie. Pri prvom nabíjaní by sa mal nabíjať prúdom 1/10 menovitej kapacity. Pred inštaláciou je potrebné zmerať, či je batéria dostatočná. Ak nie je dostatok energie, nabíjajte batériu na slnečnom mieste viac ako 816 hodín alebo na úplné nabitie použite striedavý prúd. Malo by sa prísne zabrániť nadmernému nabíjaniu. Pri použití striedavého prúdu na bežné nabíjanie je najlepšie použiť metódu stupňovitého nabíjania, ktorá spočíva v použití konštantného prúdu s väčším prúdom na rovnomerné nabíjanie batérie v počiatočnom štádiu. Po dosiahnutí vyrovnávacieho napätia a jeho stlačení po určitú dobu sa namiesto toho použije konvenčná metóda plávajúceho nabíjania s konštantným napätím.
(4) Samotnú batériu udržujte v čistote. Nainštalované póly solárnej batérie by mali byť natreté vazelínou, aby sa zabránilo korózii pólov.
(5) Nakonfigurujte online technológiu monitorovania a správy solárnych batérií, vykonávajte online meranie a analýzu vnútorného odporu solárnych batérií, včas zisťujte chyby batérií a včas vykonávajte údržbu.
(6) V zime zabráňte zamrznutiu a prasknutiu solárnych batérií a v lete priamemu slnečnému žiareniu. Solárne batérie by mali byť umiestnené na vetranom a chladnom mieste.
Jiaotong University Optics Valley Photovoltaic Off grid Power Generation System je systém na výrobu energie, ktorý využíva princíp fotoelektrického efektu na premenu slnečnej energie na elektrickú energiu. Typicky pozostáva z komponentov solárnych článkov, ovládačov, batériových blokov, DC/AC invertorov atď. Účelom modulov solárnych článkov je premieňať slnečnú energiu na elektrickú energiu, dodávať záťažovú prevádzku alebo nabíjať batériové sady; Účelom ovládača je chrániť nabíjanie a vybíjanie batérie; Batéria sa používa na skladovanie elektrickej energie; Účelom meniča je premena jednosmerného prúdu na striedavý prúd. Keď modul solárnych článkov nemôže pracovať v noci alebo v daždivých dňoch, batéria napája záťaž na prevádzku.
Pracovný režim batérií je možné rozdeliť do dvoch typov: cyklické použitie a použitie plávajúceho nabíjania. Časté nabíjanie a vybíjanie, teda cyklické používanie; V nabitom stave sa často používa ako plávajúci náboj, ktorý môže kompenzovať stratu kapacity spôsobenú samovybíjaním batérie. Batérie VRLA používané vo fotovoltaických systémoch na výrobu energie patria do režimu recyklácie.
Pre zaistenie vysokej spoľahlivosti batériového systému je najprv potrebné zvoliť správnu batériu. Medzi UPS a komunikačnými batériami existujú rozdiely v konštrukcii: niektoré batérie majú dobré cyklické vlastnosti; Niektoré batérie sú vhodné na štartovanie; Niektoré batérie sú vhodné do prostredia s nízkou teplotou; Niektoré batérie sú vhodné pre nízkoprúdové vybíjanie atď. Redaktor Optics Valley na Jiaotong University všetkým pripomína, že pri výbere batérií je potrebné pochopiť rozdiely v technológii a použití rôznych batérií. Po prvé, je potrebné plne porozumieť vlastným potrebám používateľa ohľadom produktu. Napríklad požiadavky na kapacitu záložného napájacieho systému, frekvenciu používania, prostredie používania, dôležité účely, životnosť, požiadavky na spoľahlivosť, rýchlosť okamžitého vybíjania, špecifikácie usmerňovača a ďalšie výkonnostné požiadavky týkajúce sa batérie. Po druhé, je potrebné pochopiť elektrický výkon batérie, vrátane konštrukčných parametrov produktu (model batérie, veľkosť vzhľadu, menovitá kapacita, menovité napätie, hmotnosť, hmotnostne špecifická energia, objemovo špecifická energia, konštrukčná životnosť, počet kladných a záporných platní , pomer hrúbky kladných a záporných dosiek, hustota elektrolytu, typ dosky, materiál mriežky atď.), parametre elektrického výkonu produktu, skutočná životnosť produktu, prostredie inštalácie a používania Výkon a cena rôznych modelov, ako aj ako záručná doba rôznych druhov výrobkov.