近年来,由于世界性的能源危机和传统化石燃料对环境的严重污染问题,清洁、可再生能源备受关注。此外,对于偏远的无电山区,采用新能源发电系统供电也是一可行方案。然而,太阳能、风能本身具有间歇性、波动性、不可预测等缺点。因此,要高效的利用新能源,储能设备必不可少。以独立光伏发电系统为例,其基本结构如图1.1所示。无论太阳能富余或短缺,储能设备都能通过充放电的方式储存或释放电能来满足用户的用电需求。
在独立光伏储能系统中,光伏模块和储能设备的投资成本占很大比重,其中蓄电池的投资一般占到总投资的1/4~1/2。 由于蓄电池自身寿命有限,加之系统运行时控制管理不当,导致蓄电池实际使用时间只有理论寿命的20%8),造成后期维护成本更高。蓄电池作为光伏发电系统的薄弱环节,其地位不可忽视。
独立光伏储能系统对蓄电池的特殊要求包括(1) 工作环境温度通常在0-40C范围。(2)蓄电池应能适应光伏发电的高峰期和低谷期,发电高峰期时能尽可能多的吸收功率,发电低谷期时按负载所需输出功率。(3)能满足负载用电需求的变化,适应不同大小放电电流、不同深度的放电。 (4) 能长时间处于浮充状态,且自放电率低。采用满足这些要求的蓄电池,可使得光伏发电效率最高。为提高蓄电池的使用寿命,除了改进蓄电池自身的性能外,还应匹配完善的蓄电池管理系统。因此,选择性能优良的蓄电池和建立良好的管理平台至关重要。