光伏发电系统中的铅酸蓄电池

储能系统可解决光伏发电系统的供电不平衡问题。储能系统不仅可保证并网光伏发电系统可靠性，还是电压脉冲、浪涌（根据百度百科：电压浪涌是指一个周期或多个周期内，电压超过额定电压值的110%）、电压跌落、瞬时供电中断等动态电能质量问题的有效解决方法。

光伏发电系统中常用储能方式包括：蓄电池储能、超级电容器储能、飞轮储能（根据百度百科：飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转，在需要时再使用飞轮带动发电机发电的储能方式）。

鉴于性能及成本的综合考虑，光伏发电系统应用最广泛的储能方式是采用铅酸蓄电池储能。铅酸蓄电池主要采用稀硫酸作为电解液、二氧化铅作为电池的正极、绒状铅作为电池的负极。  

根据结构形式，铅酸蓄电池可被分类为开口式、阀控密封免维护式（VRLA电池，根据百度百科：该电池英文全称为Valve Regulated Lead Acid Battery）、阀控密封胶体式。  

因为VRLA电池的维护方便，性能可靠，且对环境污染小，所以适合无人值守的光伏发电系统。  

普通铅酸蓄电池（非VRLA电池）在充电后期会发生分解水反应，电解液中具有激烈的冒气现象，因此普通铅酸蓄电池需要排气。同时因为水的分解产生水的损耗，所以普通铅酸蓄电池需要定期被补加入纯净水。  

VRLA电池通过结构设计使电池不需定期补加纯净水，因此，VRLA电池的结构与普通铅酸蓄电池的结构略有差异，VRLA电池的结构如下：  

（1）正负极板

正负极板是由板栅和活性物质组成的。极板作用包括：发生电化学反应和传导电流。 组装VRLA电池时，正负极板交错排列，其目的是使极板两面均可均匀地发生电化学反应，以产生相同的膨胀和收缩，减少极板弯曲的机会，延长电池的寿命。  

( 2 ) 隔板（膜）

普通铅酸蓄电池的隔板结构被VRLA电池的隔膜结构代替。其主要作用包括：防止正负极板短路，使电解液中正负离子顺利通过，阻缓正负极板活性物质脱落，防止正负极板因震动而损伤。隔膜安置于交错排列的正负极板之间。  

（3）电解液 电解液的作用包括：

1）使极板上的活性物质发生溶解和电离；

2）导电作用，以使VRLA电池进行电化学反应。

为了密封的需要，VRLA电池采用贫液式结构。贫液式结构是指电解液均被极板活性物质和隔膜吸附，电解液处于不流动的状态，且电解液在极板和隔膜中的饱和度小于100%（个人理解：所产生的气体分子可暂时处于极板和隔膜的空隙中，待电化学反应需要时，气体分子再被消耗，因此，VRLA电池需需要排气）。  

（4）壳体（电池槽、盖）

壳体的材料为PP塑料、橡胶等。壳体是放置正负极板、电解液、隔膜等构件的容器。

壳体底部凸筋的作用包括：

1）支撑极板；

2）使脱落的活性物质掉入凹槽中以避免正负极板短路。

（5）安全阀

安全阀的作用包括：保障使用安全和密封。  

（6）正负接线端

正负接线端由蓄电池两端正负极桩分别引出，正接线端标“+”号或涂红色，负接线端标“-”号或涂蓝色或绿色（汽车用铅酸蓄电池正接线端为棕色，负接线端为灰色）。     

审核编辑：刘清