1 前言

　　太陽(yáng)能技術(shù)在通信基站的廣泛應(yīng)用，不僅有助于節(jié)約資源，還有助于通信網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模覆蓋，由于村村通工程的大部分地區(qū)自然條件惡劣，現(xiàn)有電網(wǎng)不完善或者無(wú)市電可用，太陽(yáng)能電源系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)開(kāi)始得到較大的發(fā)展。

　　目前，國(guó)內(nèi)的太陽(yáng)能電源系統(tǒng)大部分為離網(wǎng)型供電系統(tǒng)，太陽(yáng)能控制器控制功能簡(jiǎn)單，主要存在以下問(wèn)題：系統(tǒng)利用效率低，不能讓太陽(yáng)能電池組件輸出功率；對(duì)蓄電池的充/ 放電管理功能較差，蓄電池運(yùn)行壽命短；控制器對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控和管理功能較差；系統(tǒng)為非模塊化設(shè)計(jì)，擴(kuò)容改造難度大。以上問(wèn)題是否可以得到有效解決，是否能夠提高太陽(yáng)能系統(tǒng)的利用效率，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能組件在不同使用條件下的功率輸出，對(duì)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)的發(fā)展極其重要。

　　當(dāng)前蓄電池在太陽(yáng)能系統(tǒng)中出現(xiàn)問(wèn)題較多，已成關(guān)注的焦點(diǎn)。其實(shí)這是對(duì)蓄電池要求不清楚造成的，儲(chǔ)能用蓄電池不同于起動(dòng)電池、動(dòng)力電池、備用電池、工業(yè)電池，它有另外的要求：耐淺容量循環(huán)、耐高溫或低溫能力強(qiáng)，過(guò)放電恢復(fù)性能好，充電接受能力強(qiáng)，耐低溫間歇放電，耐過(guò)放或過(guò)充。

　　實(shí)踐證明，起動(dòng)電池、動(dòng)力電池、備用電池、工業(yè)電池并不適用于太陽(yáng)能儲(chǔ)能領(lǐng)域。本文以通信太陽(yáng)能供電系統(tǒng)為例，闡述儲(chǔ)能用蓄電池的技術(shù)要求，對(duì)其它應(yīng)用領(lǐng)域的儲(chǔ)能用蓄電池也有參考的價(jià)值。

　　2 系統(tǒng)工作原理

　　太陽(yáng)能供電系統(tǒng)主要是將轉(zhuǎn)換效率達(dá)18 %的太陽(yáng)能電池方陣產(chǎn)生的能量輸送到控制器中，再由控制器通過(guò)控制太陽(yáng)能方陣的投入和撤出產(chǎn)生所需要的電壓和電流給蓄電池充電，同時(shí)通過(guò)蓄電池給負(fù)載供電，而在晚上或者陰雨天則完全由蓄電池給負(fù)載供電。由太陽(yáng)能方陣產(chǎn)生輸入電壓的開(kāi)路電壓為96 V?？刂破魍ㄟ^(guò)對(duì)輸入功率板的控制產(chǎn)生相應(yīng)的浮充電壓范圍和均充電壓范圍，根據(jù)蓄電池的容量和電壓狀態(tài)對(duì)蓄電池進(jìn)行相應(yīng)的浮充電或均充電，同時(shí)給負(fù)載供電。當(dāng)蓄電池的電壓過(guò)高時(shí)，輸出功率板將使負(fù)載脫離以保護(hù)負(fù)載設(shè)備；當(dāng)蓄電池電壓過(guò)低時(shí)，輸出功率板也將切斷負(fù)載以保護(hù)蓄電池，控制器還具有反向放電保護(hù)、極性反接電路保護(hù)等功能。

　　儲(chǔ)能用蓄電池是系統(tǒng)管理，太陽(yáng)能控制器是系統(tǒng)的關(guān)鍵控制部件。同時(shí)，控制器還具有多種充電接口，便于接入風(fēng)能發(fā)電機(jī)、市電、油機(jī)，可以根據(jù)基站環(huán)境提供多種供電解決方案。蓄電池作為系統(tǒng)的儲(chǔ)能部件，主要是將太陽(yáng)能電池和其他能源方式產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)起來(lái)方便供電。

圖1 風(fēng)能/ 太陽(yáng)能/ 柴油機(jī)混合發(fā)電系統(tǒng)

　　3 系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能用蓄電池的技術(shù)要求

　　3.1 環(huán)境溫度

　　通信太陽(yáng)能供電系統(tǒng)中的蓄電池只能與系統(tǒng)一起放在室外，在嚴(yán)冬和酷暑的環(huán)境溫度下工作。與常規(guī)蓄電池在室內(nèi)使用是不同的。該系統(tǒng)要求在室外使用，而且一般無(wú)遮蔽，與室外地面溫度相同。

　　不同地區(qū)的環(huán)境溫度范圍有所不同。中國(guó)南方，環(huán)境溫度在0~50 ℃范圍內(nèi)，而北方則在- 40~40 ℃范圍內(nèi)。按阿里紐斯原理，鉛酸蓄電池受溫度影響較大，溫度每升高10 ℃，壽命就降低一半，壽命終止的主要原因是：①硫酸電解液干涸：②熱失控；③內(nèi)部短路等。

　　由于溫度差別，蓄電池配置也有所區(qū)別。原則上，配置蓄電池容量是按低溫放電性能確定。蓄電池充電性能則需要考慮：①低溫低荷電態(tài)的充電接受能力；②高溫高荷電態(tài)的充電容量效率；③綜合考慮循環(huán)壽命指標(biāo)。

全文PDF：