蓄电池在小型风力发电设备发电中的应用

1、蓄电池在小型风力发电设备发电中的应用 链接：w w w . c h i n a -n e n g y u a n . c o m / b a i k e / 1353. h t m l蓄电池在小型风力发电设备发电中的应用在小型风力发电设备中，蓄电池是重要的辅助设备之一。蓄电池在直流发供电系统中起着贮存电能和稳定电压的重 要作用。一、蓄电池容量的确定蓄电池容量配置的是否合理，直接影响风力发电的各项技术经济指标。容量选的小了，多风时发出的富余电 量得不到充分储存。容量选的太大，一则增加投资；二则蓄电池可能会长期处于充电不满状态，将会影响蓄电池的效 率和使用寿命。表一为蓄电池在风力发电设备中所占投资情况。一般常规充电是“两阶段恒电流充电”，此法既不浪费电力，充电时间短，对延长蓄电池使用寿命有利，同 时计算蓄电池容量也容易得多。风力发电的情况，则不同于常规充电。由于风速经常变化，电机输出的电流时大时小，时有时无，这样蓄电池充电电流和所需充电时间就很难确定 。针对这种实际情况，我们采用如下两种计算方法来确定配置蓄电池容量。 1电量平衡计算法。计算步骤如下：a 根据当地气象部门提供的风速资料，以十

2、天为一时度，逐旬分别统计风机起始工作风速至停机风由范围内的不 同风速发生小时数。b 根据选用的风力发电机的Pf （V）特性曲线和风速资料，计算台机逐旬所能发出的电量，并绘出其全年发电 量过程曲线。图是根据内蒙察右后旗的风速资料计算绘制的商都牧机厂ED 1510 0 型风机的年发电量过程线。计 算得出该机在当地的风况下，年发电量为2 7 6 度。从过程线看出各旬的发电量变化很大，最多的四月下旬为19度，最 少的二月下旬仅0 95度、相差近2 0 倍，说明配置蓄电池进行储能调节是必要的。C根据用电信况，计算出逐旬的用电量，并给出全年用电量过程线。附图中虚线所示。d 比较发电量和用电量过程线，以发电少于用电差值最大的时段（图中斜线部分）的电量来确定所需蓄电池容量 。图中差值最大的电量为2 。3度。需配置2 30 0 伏安时电池，实际选用12 伏48 安时蓄电池4块。总容量2 30 4伏安时。2 经验计算法根据我们试点的经验，在察右后旗、商都地区的风况下，也可采用以下公式简便估算所需电池容量。即式中：Q 所需配置蓄电池容量（安时）； p 负载功率（瓦）； t 日用电小时数； U 标准蓄电池电压

3、（一般为12 伏）； n 电池储备周期系数； （根据风况而确定，一般取38 天） K 放电控制系数、（取0 7 5 0 8 ） 上式考虑了：用电设备的额定功率，当地气象情况，即无风期平均时间，为了防止蓄电池过放电，放电应控 制在一定程度。仍以察右后旗为例，安装一台10 0 瓦机，供3户用电，每户装设12 伏15瓦的灯泡2 只平均每天照明5小时，计算所需配 置的蓄电池容量。 （储备系数取6 ，放电控制系数取0 8 ） 代入公式得：选用6 块l 2 伏48 安时蓄电池，总容量2 8 8 安时。 确定标准电池时，必须注意：蓄电油组的容量应能安全接受风力发电机输出的最大电流强度I m a x 。页面 1 / 3蓄电池在小型风力发电设备发电中的应用 链接：w w w . c h i n a -n e n g y u a n . c o m / b a i k e / 1353. h t m l二、蓄电池的运行方式1全充全放制。即风机集中安装，集中充电，电瓶分散到户，每户两块电瓶轮换使用。风力发电是受风制约的，尤其是对小型风机更为明显。在村内风小，风机必须集中安装在村外，架线又有困难的农村 、浩特

4、，适合采取这种方式。风机可以架设在风能较佳的场地上，得以充分利用风能。电瓶轮换使用能保证满充满放 。缺点是：所需电瓶较多，增大投资和电度成本。 电瓶使用效率较低（约40 左右）。 电池的充放电轮换频繁，使用寿命较短。 经常来回搬运电瓶给用户造成麻烦，且容易碰坏电瓶；搬运不慎，电解液容易外漏，会造成电瓶缺液或烧坏衣服。2 半浮充电运行方式。就是风机（直流发电）和电瓶并联供电的工作方式。不用电时（白天），由风机发电向蓄 电瓶充电；无风时，由蓄电池向负载供电；有风时，由风机发电浮充蓄电瓶并供电。这种方式多用于单机13户使用 ，配置的莓电瓶容量较少，投资也相应减少。采用半浮充制蓄电池的寿命一般此全充全放制长些，蓄电池的使用效率 约50 左右。3全浮充制。把电瓶集中安装在充电间，将电池组和风力发电机并接在负载回路上，使电池常期处于小电流充电 中。风机在向负载供电时，风速波动引起的电压波动，通过蓄电池组起到了稳定作用，保证了正常供电。这种运行方 式电池使用寿命比以上两种方式都长，而且所需的蓄电池容量大为减少，电能效率提高，简化了电池维护，整个供电 设备效率可达到6 0 7 0 。察右后旗韩勿拉风力

5、发电站就是采用这种方式进行工作的。三、蓄电池的类型选择蓄电池有多种类型，目前，风力发电普通采用于荷铅酸蓄电池。这种电池灌液后，经过30 分钟，待液温为l 5时即 可使用，不需要进行初充电。对刚刚安装风力机，又不具备初充电条件的偏远地方，立即可以用电，是很优越的。这 种电池的缺点是体积和重量较大，搬运不方便。市场销售的铝酸蓄电池多是机动车启动用电池，其极板结构和制造特 点，使用在风力发电的充放运行条件下，是不适合的，使用命短，一般只有2 3年左右。在容量较大的风力发电站中 ，最好采用固定型防酸隔爆式铅蓄电池，这种电池具有容量大，电液比重较低（15时约在12 1左右），减少对极 板和隔板的腐蚀，可延长蒸发时间，还有防渗漏措施，减少了对地的放电。碱性蓄电池体积小。重量轻，使用寿命可达15年左右，在我区也有少量使用。碱性电池寿命虽然比酸性电池长57 倍，但其价格却高出酸性电池10 几倍。从经济上考虑，我们认为在小型风力发电中还是使用于荷铅酸蓄电池较有利。四、影响蓄电池使用寿命的原因1在充电过程中，随着充电时间的增加，电池电动势E也相应地在增大。到充电终期，若端电压V充不变，电池电 动势E达到与

6、V充相等时，即电池内阻Y池也降到很小，则I 充也应很小。这是电池本身所需要的正确充电方法。而风力发电在充电中，没有稳定的较长时间的连续充电电流，不能按照一定的充电率进行充电，而是由风的大小来 主宰着充电电压的高低，甚至在充电终期会出现电流过大，不仅要多损耗发电机发出的电能，而且由于电液强烈沸腾 ，冒气过甚，电液温度太高，会使电池极板活性物质受到冲击而加速脱落，从而减少蓄电池的使用寿命。2 由于用户缺乏有关知识，对电池的正确使用与维护较差，充放电程度掌握不好，常发生过充过放现象，且添补 蒸馏水不及时，造成部分极板硫化。或在加液时不注意液温（灌注新电瓶时），使电池液温升很高，产生过大的冒泡 沸腾，运动速度加快，动能增加，将封口胶冲裂，导致极板活性物质过早的脱落，这些是影响寿命的主要原因。3电瓶制造质量差，其结构和电气性能不适合风力发电使用条件的要求，也要降低使用寿命。五、蓄电池的正确使用维护在小型风力发电个，蓄电池造价占总造价的2 446 ，年折旧费占成本总额的50 以上，这是由于蓄电池价格高， 使用寿命短所致。因此加强对蓄电池的使用维护，延长其寿命，是十分重要的问题。计算分析说明，电池寿

7、命延长一 年，每度电的成本就可以降低0 13元以上。页面 2 / 3蓄电池在小型风力发电设备发电中的应用 链接：w w w . c h i n a -n e n g y u a n . c o m / b a i k e / 1353. h t m l为了提高蓄电池的使用效率和延长其寿命，在使用中必须做到以下各点：1要了解铅酸电池的特点，严格按产品说明书的规定进行使用和维护2 电液必须用化学纯硫酸与合格的蒸馏水配制，在寒冷的地方，液温在15时比重应为12 8 5。 3电池液面应高出极板10 15毫米。使用时，发现液面过低就要及时添加蒸馏水。4接线前，严格检查电池正负极标志是否正确及单格电池有无反极现象。5电池首次注液后使用前，最好进行34小时充电，对其使用性能将更有利。非干荷电池必须进行初充电后方可 使用。6 电液温度应保持在2 0 左右，即使在充电过程中电液温度也不得超过35。特别在冬季要注意防冻。据资料介 绍，当电液温在10 一35的变化范围内，每升高或降低1时，蓄电池的容量约相应增大或减小额定容量的0 8 。7 灌液后，在12 小时内未使用，或在使用后又长时间闲置，须按规定充电后再恢复使用。8 经常旋上注液口胶塞，但要使通气孔畅通，使汽体能够逸出。要保持电瓶干燥清洁，避免电池外自放电。9电液比重下降到1。17 5时，应立即停止使用并进行充电。10 应使用与电池极注相同材质的电线卡子，若采用铜质材料卡子时，应涂以薄层凡士林或黄油，防止腐蚀。11电池上严禁放置金属物件和工具，防止极间短路。12 充电间不许有明火和装设能产生电火花的电器设备，防止发生火灾。原文地址：h t t p : / / w w w . c h i n a -n e n g y u a n . c o m / b a i k e / 1353. h t m lPo w e r e d b y T CPD F ( w w w . t c p d f . o r g )页面 3 / 3

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