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解说磷酸铁锂电池在中小型风力发电设备发电中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-12-10   
中国风力发电信息网统计资料频道导读:前言:在中小型风力发电、风光互补发电系统中,蓄电池是重要的辅助设备之一。蓄电池在系统中起着储存电能和稳定电压的
前言:在中小型风力发电、风光互补发电系统中,蓄电池是重要的辅助设备之一。蓄电池在系统中起着储存电能和稳定电压的重要作用。传统的阀控式密封铅酸蓄电池以其成本低廉、技术成熟,维护方便等得到广泛应用。然而,随着人们对系统要求的不断提高,传统的铅酸电池逐步显示出体积大、寿命短、污染严重等劣势。磷酸铁锂电池由于具有体积小、重量轻、循环寿命长、绿色无污染等众多优点,成为新能源储能的新宠。

1、 分布式新能源发电系统是由光伏组件、风机等新能源发电元器件产生电能,经控制器对储能电池进行充电,通过逆变器给交流负载提供电能的一种新能源系统。该系统可广泛用于家庭、社区、无人山区、牧区、海岛、边防、通讯基站等用电困难地区或无人值守环境下使用。

 

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系统示意图

2、 目前传统铅酸蓄电池储能面临的问题

2.1使用寿命短、维护成本高

由于铅酸电池自身的结构特点,100%放电的使用寿命在300-350次,电池在50%放电的使用寿命在700-1000次,因此,一般的铅酸电池的使用寿命在3年左右就需要更换一次。不仅增加设备的更换成本,而且还要担负相关的人工费用。

2.2体积笨重,运输成本和电池辅助系统

铅酸蓄电池体积笨重、使用寿命短,在设备运输、安装中存在运输、搬运储藏等各个环节的成本。

2.3铅酸蓄电池会造成环境污染。

据环保部的调查报告披露,2010年全国6起较大的铅污染事件一半由铅酸电池企业引起。铅酸电池的生产原料为铅与浓硫酸,为重金属危险品与高腐蚀性化工原料,生产过程中产生的铅尘、铅烟与酸雾会通过粉尘进入人体,导致血铅超标。

3、 磷酸铁锂电池的工作原理

磷酸铁锂电池是由磷酸铁锂-碳材料构成的电池,这种电池以磷酸铁锂材料为正极,人造石墨为负极,采用六氟磷酸锂的碳酸酯溶液为电解液,属于锂离子电池的一种,在结构设计上也有多种形式。磷酸铁锂电池的工作原理为

 

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4、磷酸铁锂电池的特点:

4.1输出电压高:2.5~3.65V,平台约3.2V;

4.2安全性强:磷酸铁锂正极材料充放电平台十分平稳;安全性好、不燃烧、不爆炸;

4.3高温性能好:充电时为0~55℃,放电时为-20~60℃;

4.4高循环寿命:100%充放电(采用1C/1C充放),寿命大于2000次;

4.5环保:整个生产过程清洁无毒。磷酸铁锂电池采用磷酸源、锂源、铁源为材料,不占用战略资源及稀有资源。

4.6无记忆性效应:可充电电池常处于充满不放的条件下工作,容量会迅速低于额定容量值,这种想象叫做记忆效应,而磷酸铁锂电池无论出于什么状态,可以随充随用,无需先放电再充电。

 

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磷酸铁锂电池充放电曲线

 

  5、磷酸铁锂电池与铅酸电池的比较

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由上图我们可以看出,磷酸铁锂电池在循环使用寿命、安全性能、综合性价比方面有着明显的优势。在相同体积下,磷酸铁锂电池的能量密度是铅酸电池的3-4倍,相同容量的磷酸铁锂电池比铅酸电池少35%-40%,

6、磷酸铁锂电池在风光储能方面的应用

案例:

名称:5.6kw河南省光伏材料重点实验室

建设单位:环宇赛尔新能源

完成时间:2010年10月

主要设备组成:采用单块发电功率为175Wp(35V)的太阳能电池组件,一共需要32块,共有16个光伏阵列,太阳能电池组件设计为5600W。

储能配置:3.2V/200Ah锂电池75块,按5并15串连接,并配置所需的数字电压表、数字电流表。

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总结:随着国家新能源政策的实施,新一代磷酸铁锂电池在风能,太阳能储能,电网调峰,新能源汽车领域得到了广泛的关注,已经成为最适合的电池体系。

 
 
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