Μπαταρία μολύβδου-οξέος DKGB2-900-2V900AH σφραγισμένης γέλης

Στο φωτοβολταϊκό σύστημα αποθήκευσης ενέργειας, ο ρόλος της μπαταρίας είναι η αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας. Λόγω της περιορισμένης χωρητικότητας μιας μόνο μπαταρίας, το σύστημα συνήθως συνδυάζει πολλαπλές μπαταρίες σε σειρά και παράλληλα για να καλύψει τις απαιτήσεις τάσης σχεδιασμού και χωρητικότητας, γι' αυτό ονομάζεται και συστοιχία μπαταριών. Στο φωτοβολταϊκό σύστημα αποθήκευσης ενέργειας, το αρχικό κόστος της συστοιχίας μπαταριών και της φωτοβολταϊκής μονάδας είναι το ίδιο, αλλά η διάρκεια ζωής της συστοιχίας μπαταριών είναι χαμηλότερη. Οι τεχνικές παράμετροι της μπαταρίας είναι πολύ σημαντικές για τον σχεδιασμό του συστήματος. Κατά την επιλογή του σχεδιασμού, δώστε προσοχή στις βασικές παραμέτρους της μπαταρίας, όπως η χωρητικότητα της μπαταρίας, η ονομαστική τάση, το ρεύμα φόρτισης και εκφόρτισης, το βάθος εκφόρτισης, οι χρόνοι κύκλου κ.λπ.

Χωρητικότητα μπαταρίας
Η χωρητικότητα της μπαταρίας καθορίζεται από τον αριθμό των δραστικών ουσιών στην μπαταρία, ο οποίος συνήθως εκφράζεται σε αμπέρ/ώρα Ah ή σε χιλιοαμπέρ/ώρα mAh. Για παράδειγμα, η ονομαστική χωρητικότητα των 250Ah (10 ώρες, 1,80V/στοιχείο, 25 ℃) αναφέρεται στην χωρητικότητα που απελευθερώνεται όταν η τάση μιας μεμονωμένης μπαταρίας πέσει στα 1,80V με εκφόρτιση στα 25A για 10 ώρες στους 25 ℃.

Η ενέργεια της μπαταρίας αναφέρεται στην ηλεκτρική ενέργεια που μπορεί να δοθεί από την μπαταρία υπό ένα συγκεκριμένο σύστημα εκφόρτισης, συνήθως εκφρασμένη σε βατώρες (Wh). Η ενέργεια της μπαταρίας διαιρείται σε θεωρητική ενέργεια και πραγματική ενέργεια: για παράδειγμα, για μια μπαταρία 12V250Ah, η θεωρητική ενέργεια είναι 12 * 250=3000Wh, δηλαδή 3 κιλοβατώρες, που υποδεικνύει την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να αποθηκεύσει η μπαταρία. Εάν το βάθος εκφόρτισης είναι 70%, η πραγματική ενέργεια είναι 3000 * 70%=2100 Wh, δηλαδή 2,1 κιλοβατώρες, που είναι η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί.

Ονομαστική τάση
Η διαφορά δυναμικού μεταξύ των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων της μπαταρίας ονομάζεται ονομαστική τάση της μπαταρίας. Η ονομαστική τάση των κοινών μπαταριών μολύβδου-οξέος είναι 2V, 6V και 12V. Η μία μπαταρία μολύβδου-οξέος είναι 2V και η μπαταρία 12V αποτελείται από έξι μεμονωμένες μπαταρίες σε σειρά.

Η πραγματική τάση της μπαταρίας δεν είναι σταθερή. Η τάση είναι υψηλή όταν η μπαταρία είναι αποφορτισμένη, αλλά μειώνεται όταν η μπαταρία είναι φορτισμένη. Όταν η μπαταρία αποφορτιστεί ξαφνικά με μεγάλο ρεύμα, η τάση θα πέσει επίσης ξαφνικά. Υπάρχει μια κατά προσέγγιση γραμμική σχέση μεταξύ της τάσης της μπαταρίας και της υπολειπόμενης ισχύος. Μόνο όταν η μπαταρία είναι αποφορτισμένη, υπάρχει αυτή η απλή σχέση. Όταν εφαρμόζεται το φορτίο, η τάση της μπαταρίας θα παραμορφωθεί λόγω της πτώσης τάσης που προκαλείται από την εσωτερική σύνθετη αντίσταση της μπαταρίας.

Μέγιστο ρεύμα φόρτισης και εκφόρτισης
Η μπαταρία είναι αμφίδρομη και έχει δύο καταστάσεις, φόρτιση και εκφόρτιση. Το ρεύμα είναι περιορισμένο. Τα μέγιστα ρεύματα φόρτισης και εκφόρτισης διαφέρουν για διαφορετικές μπαταρίες. Το ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας εκφράζεται γενικά ως πολλαπλάσιο της χωρητικότητας της μπαταρίας C. Για παράδειγμα, εάν η χωρητικότητα της μπαταρίας C=100Ah, το ρεύμα φόρτισης είναι 0,15 C × 100=15A.

Βάθος εκκένωσης και διάρκεια ζωής του κύκλου
Κατά τη χρήση της μπαταρίας, το ποσοστό της χωρητικότητας που απελευθερώνεται από την μπαταρία στην ονομαστική της χωρητικότητα ονομάζεται βάθος εκφόρτισης. Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας σχετίζεται στενά με το βάθος εκφόρτισης. Όσο μεγαλύτερο είναι το βάθος εκφόρτισης, τόσο μικρότερη είναι η διάρκεια ζωής φόρτισης.

Η μπαταρία υφίσταται μια διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης, η οποία ονομάζεται κύκλος (ένας κύκλος). Υπό ορισμένες συνθήκες εκφόρτισης, ο αριθμός των κύκλων που μπορεί να αντέξει η μπαταρία πριν λειτουργήσει σε μια συγκεκριμένη χωρητικότητα ονομάζεται διάρκεια ζωής.

Όταν το βάθος εκφόρτισης της μπαταρίας είναι 10%~30%, πρόκειται για ρηχό κύκλο εκφόρτισης. Το βάθος εκφόρτισης 40%~70% είναι μεσαίο κύκλο εκφόρτισης. Το βάθος εκφόρτισης 80%~90% είναι βαθύς κύκλος εκφόρτισης. Όσο μεγαλύτερο είναι το ημερήσιο βάθος εκφόρτισης της μπαταρίας κατά τη διάρκεια μακροχρόνιας λειτουργίας, τόσο μικρότερη είναι η διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Όσο μικρότερο είναι το βάθος εκφόρτισης, τόσο μεγαλύτερη είναι η διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Προς το παρόν, η συνηθισμένη μπαταρία αποθήκευσης ενέργειας σε φωτοβολταϊκά συστήματα είναι η ηλεκτροχημική αποθήκευση ενέργειας, η οποία χρησιμοποιεί χημικά στοιχεία ως μέσο αποθήκευσης ενέργειας. Η διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης συνοδεύεται από χημική αντίδραση ή αλλαγή του μέσου αποθήκευσης ενέργειας. Περιλαμβάνει κυρίως μπαταρίες μολύβδου-οξέος, μπαταρίες υγρής ροής, μπαταρίες νατρίου-θείου, μπαταρίες ιόντων λιθίου κ.λπ. Προς το παρόν, χρησιμοποιούνται κυρίως μπαταρίες λιθίου και μολύβδου.