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太陽能蓄電池使用壽命受哪些因素影響

人氣:發表時間:2020-09-19

危害太陽能發電系統用儲能太陽能蓄電池使用壽命的要素:
(1)儲能太陽能蓄電池正極活性物質軟化脫落:
太陽能蓄電池在循環使用條件下電池的失效主要是由正極活性物質(PAM)的軟化、脫落所致。
鉛酸電池循環過程中,正、負極活性物質經歷了可逆的溶解再沉積過程,改變了多孔二氧化鉛電極的結構。尤其對二氧化鉛電極,可能會引起表觀體積的增加,改變顆粒和孔尺寸的分布,多孔二氧化鉛結構中顆粒之間的機械結合性能和導電性能降低,隨著循環的持續,這些狀況還會繼續更進一步的惡化結果使得該區域的活性物質軟化和脫落。
(2)放電電流對蓄電池使用壽命危害:
在光伏系統中,蓄電池的放電電流非常小。在小電流條件下形成的PbSO4比大電流條件下形成的PbSO4轉化困難得多。這是由于在小電流條件下形成的PbSO4結晶顆粒要比大電流條件下形成的PbSO4結晶顆粒粗大,粗大的PbSO4結晶顆粒減少了PbSO4的有效面積,這樣在再充時加快了極板極化,造成PbSO4轉化困難,隨著循環的持續這些狀況還會繼續更加加劇結果使得極板充不進電,然后造成蓄電池使用壽命結束。
(3)深度放電后儲能太陽能蓄電池容量恢復:
在光伏系統中,蓄電池的放電率要比蓄電池應用在其它場臺低一般介于C20-C240,甚至更低。小電流下深度放電意味著極板上的活性物質將得到更充分的利用。在許多光伏系統中,一般并不會產生深度放電除非充電系統出現故障或者持續長時間的刮風下雨。在這些狀況下,如果蓄電池得不到及時的再充電,硫化問題將更加嚴重,更進一步造成容量損失。
(4)酸分層對儲能太陽能蓄電池使用壽命危害:
電解液分層現象是由重力的作用在電池的充放電過程中產生的,即充電時正負極板表面都產生H2SO4,它的密度大,因重力的作用而下沉。在放電時,正負極板表面均消耗H2S04,故表面液層密度小,低密度的電解液順著極板間上升而極群上部高密度的電解液則從極群側面向下流.電解液流動的結果造成了上部密度低、下部密度高。分層現象的產生對蓄電池的使用壽命和容量均產生不利危害,加快了板柵的腐蝕和正極活物質的脫落,造成負極板硫酸鹽化。
(5)電液密度對儲能太陽能蓄電池使用壽命的危害:
電解液的濃度不但與蓄電池的容量相關,并且與正極板柵的腐蝕和負極活性物質硫酸鹽化相關。過高的硫酸濃度加快了正極板柵的腐蝕和負極活性物質硫酸鹽化,并造成失水加劇。
(6)儲能太陽能蓄電池板柵合金的危害:
太陽能蓄電池由于長期使用正極板柵會在電解液的作用下逐步腐蝕并長大,板柵的長大使活物質和板柵的結合性降低,進而造成電池容量逐漸喪失。這些正極板柵的腐蝕和長大主要受板柵的臺金組成、電解液密度以及板柵筋條形狀等要素的危害。
太陽能蓄電池使用壽命
在蓄電池充電過程中板柵和活性物質的接口上形成非導電層,這些非導電層或低導電性層在板柵和PAM界面引起了高的阻抗,造成充放電時發熱和板柵附近PAM膨脹,進而限制了電池的容量(即所謂的PCL效應)。
(7)儲能太陽能蓄電池極板厚度的影響:
極板的厚度應屬于電池設計方面的問題,通常情況下,較厚極板的循環壽命要長于較薄極板,而活性物質利用率相較之下要差一點。但有益于循環循環壽命的增加。
(8)儲能太陽能蓄電池裝配壓力的影響:
裝配壓力對太陽能蓄電池壽命有很大影響,AGM隔板彈性差組裝時極群不加壓或壓力過小,隔板和極板之間不能保持良好的接觸,電池容量極大的降低。
在循環過程中,活性物質的膨脹、疏松、脫落是電池壽命提前終結的原因之一,而選用較高的裝配壓力可以防止活性物質在深循環過程中的膨脹。若裝配壓力太低,還會導致隔板過早地與極板分離,引起電液傳輸困難,電池內阻迅速增大,容易導致蓄電池壽命結束。因此,選用較高的裝配壓力是電池具有長循環壽命的保證。
(9)儲能太陽能蓄電池溫度的影響:
高溫對蓄電池失水干涸、熱失控、正極板柵腐蝕和變形等都起到加速作用,低溫會弓|起負極失效,溫度波動會加速枝晶短等等,這些都將影響電池壽命。
在一定工作溫度范圍放電時,使用容量隨溫度升高而增加,隨溫度降低而減小。在工作溫度10-45℃范圍內,鉛蓄電池容量隨溫度升高而增加,如閥控密封鉛蓄電池在40℃下放電電量,比在25℃下放電的電量大10%左右,但是,超過一定溫度范圍,則相反,如在工作溫度45-50℃條件下放電,則電池容量明顯減小。低溫(<5℃)時,電池容量隨溫度降低而減小,電解液溫度降低時,其粘度增大,離子運動受到較大阻力,擴散能力降低;在低溫下電解液的電阻也增大,電化學的反應阻力增加,結果導致蓄電池容量降低。其次低溫還會導致負極活性物質利用率降低,影響蓄電池容量,如電池在-10℃工作溫度工作溫度下放電時,負極板容量僅達35%額定容量。
一般狀況下,若在25℃條件下使用時,蓄電池的壽命為3年,那么30℃條件下使用時,就降低至2.5年;40℃時就降低至1.5年。即以25℃為基準,每升高10℃,其使用壽命減少一半。

 

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