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种类及优势
铅酸电池的工作原理就是通过电化学反应,电能和化学能之间相互转化,电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。英语:Lead-acidbattery。
放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅。
充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。
铅酸蓄电池种类较多,应用在光伏储能系统中,比较多的有三种,富液型铅酸蓄电池、阀控式密封铅酸蓄电池、铅碳蓄电池等等。
2.1 富液型铅酸蓄电池
铅酸电池的电解液中的硫酸直接参与电池充放电反应过程,传统铅酸电池中,电池槽内除去极板、隔板及其他固体组装部件的剩余空间完全充满硫酸电解液,电解液处于富余过量状态,故被称为“富液式”电池,电池极板完全浸泡在硫酸电解液中。富液式蓄电池顶部有一个能够通气而又能够阻挡液体溅出的盖子,在使用过程中由于水分的蒸发和分解损失,需要定期将盖子打开补加蒸馏水及调整电解液密度,所以习惯上被称为“开口式”蓄电池。
富液型铅酸蓄电池特点是价格便宜,寿命长,缺点是需要经常维护。
2.2 阀控式密封铅酸蓄电池
阀控式密封铅酸蓄电池,又称免维护电池,分为AGM密封铅蓄电池和GEL胶体密封铅蓄电池两种。
AGM型电池使用纯的硫酸水溶液作电解液,大部分存在于玻璃纤维膜之中,同时极板内部吸有一部分电解液外。AGM式密封铅蓄电池电解液量少,极板的厚度较厚,活性物质利用率低于开口式电池,因而电池的放电容量比开口式电池要低10%左右。
AGM密封铅蓄电池与当今的胶体密封电池相比,其放电容量要小一些。与富液型相同规格蓄电池相比,价格较高,具有以下优点:
(1)循环充电能力比铅钙蓄电池高3倍,具有更长的使用寿命。
(2)在整个使用寿命周期内具有更高的电容量稳定性。
(3)低温性能更可靠。
(4)降低事故风险,减少环境污染风险(由于酸液100%密封装)。
(5)维护很简单,减少深度放电。
胶体密封铅蓄电池(即GEL型电池),胶体铅酸蓄电池是对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进,用胶体电解液代换了硫酸电解液,在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面较普通电池有所改善。其电解液是由硅溶胶和硫酸配成的,硫酸溶液的浓度比AGM式电池要低,电解液的量比AGM式电池要多,跟富液式电池相当。这种电解质以胶体状态存在,充满在隔膜中及正负极之间,硫酸电解液由凝胶包围着,不会流出电池。
胶体密封铅蓄电池其优点如下:
(1)漏酸机率小。GEL型胶体电池是电解质凝胶后没有游离电液,因而漏酸的机率比AGM型电池小得多。
(2)失水少。因其灌注量比稀硫酸多,失水少,所以胶体电池不会因失水造成失效。
(3)有效延长电池寿命。胶体的灌入增加了隔板的强度,保护了极板,弥补了隔板遇酸收缩的缺陷,使装配压力不明显降低是其具有延长电池寿命的原因之一。
(4)胶体铅酸蓄电池抗过充能力强。
(5)严重放电情况下的恢复能力强。胶体填充了隔板与极板之间的空隙,降低了电池的内阻,充电接受能力可因此而改善。
所以胶体电池的过放电,恢复能力和低温充放性能都比AGM型电池优越。
(6)体铅酸蓄电池的自放电性能好,在同样的硫酸纯度和水质情况下,蓄电池的存放时间可以延长2倍以上。
(7)胶体铅酸蓄电池在严重缺电的情况下,抗硫化性能很明显。
(8)胶体铅酸蓄电池后期放电性能好。
2.3 铅碳电池
铅炭电池是一种电容型铅酸电池,是从传统的铅酸电池演进出来的技术,它是在铅酸电池的负极中加入了活性炭,能够显著提高铅酸电池的寿命。
铅碳电池是一种新型的超级电池,并结合了铅酸电池和超级电容器两者的优势:
(1)既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点,也发挥了铅酸电池的比能量优势,且拥有非常好的充放电性能。
(2)电池寿命延长。由于加了碳(石墨烯),阻止了负极硫酸盐化现象,改善了过去电池失效的一个因素,延长了电池寿命。
(3)度电成本下降。铅炭电池的度电成本可低至0.5元/kWh,在规模化生产的基础上,铅炭电池甚至有望将度电成本降至0.4元以下。
铅炭电池是铅酸蓄电池领域最先进的技术,也是国际新能源储能行业的发展重点,具有非常广阔的应用前景。广泛应用于光伏电站储能、风电储能和电网调峰等储能领域。
经过多年的精耕细作,古瑞瓦特公司储能产品线多样化,包含了SPF系列家用离网控制逆变一体机,SP系列户用并网储能控制器,HPS系列商用光伏离并网储能机,PCS系列双向储能变流器。古瑞瓦特公司的储能产品涵盖了家用,商用,微网等多种应用。这些产品兼容各种铅酸蓄电池和锂电池,并集成铅酸蓄电池充放电管理和保护功能。
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科士达UPS教育城域网不间断供电解决方案 :
由于可以有效避免重复建设、减少投入资金,并可最大限度地实现资源共享,建设教育城域网已成为现阶段大面积、低成本实现中小学教育信息化的最佳途径,一个区域性的互联互动、资源共享、便于维护的教育城域网基础构架也自然成为各地区教育机构信息化建设中的重点。科士达根据多年对教育行业信息化网络建设的认知和经验,提出配置科学合理的地区级教育城域网“标准三层(核心层、汇聚层、接入层)网络电源保护”一体化不间断供电解决方案。
核心层/汇聚层:在教育城域网中,核心层和汇聚层分别承担着城域网运行中枢,保证核心层和接入层的有效连接、提供分布服务、设置网络路由的重任,因此对系统的各个组成部分有着更为严格的要求,任何意外的停机事故都将对整个城域网内接入单位的网络教学工作造成严重不良影响。因此,为核心层和汇聚层网络设备和服务器设备提供可靠的电源保障显得尤为重要。方案中,为核心层和汇聚层的电源保护推荐经典可靠的科士达UPS Master系列。
可提供6KVA—30KVA单台功率输出的Master系列UPS,是完全定位于数据中心及其他核心应用环境而设计的高可靠不间断供电保障设备。其内部线路采用CPU控制自动侦测管理,IGBT平衡驱动,具有短路保护、过载保护,电压过高过低保护等全面保护功能;输入输出均采用EMI滤波,无论在何种情况下,均可为核心层/汇聚层的服务器、交换机、路由器等关键负载提供纯净的正弦波电源;功率因数校正PFC技术,可保证输入功率因数恒近为1;大屏幕液晶显示屏可为管理人员提供输入/输出,电池状态、运行历史记录、UPS即时数据资料等丰富的信息。同时,先进的电磁抗干扰技术的采用,也使得该款设备最佳适用于对电磁兼容性要求高的核心层/汇聚层网络中心。
接入层:在接入层,推荐屡获殊荣的科士达UPSHP900系列。HP900系列是科士达针对部门级网络中心而重点推出的网络型智能纯在线UPS,除了优良的常规输入/输出电气性能指标外,该款设备中采用了多项智能技术,使得该款设备具备了出色的智能化和可用性表现。
开机自诊断功能可保证UPS在开机时,即对系统进行全面检查,便于及时发现可能存在的隐患;冷启动(直流开机)功能能在市电中断时用电池组直接启动UPS,充分发挥UPS的紧急备用功能;自检/切换功能可在线模式下提供手动自检功能,在离线模式下提供手动的鸣音/静音切换功能;无人值守功能可保证UPS在市电断电或者市电欠压/超高压而启用电池模式供电时,最终因电池欠压而自动保护关机,待市电恢复后,UPS先对市电电压、频率进行自动检测,当市电电压/频率在正常范围内,UPS即自启动向负载供电,否则,UPS则只启动充电器向电池充电,直至市电电压、频率恢复到正常范围内或电池充电电压达到预定值时UPS才自启动向负载供电。包括电池放电终止电压自动调节功能/恒流恒压自动转换充电技术/电池欠压的预警功能/定期自检设置功能等在内的电池智能化管理功能,在节约管理人员的精力的同时,也大大提升了电池的使用效率,延长了电池的寿命,降低了用户的拥有成本。
特有的防止误触发功能更是体现了该款UPS的人性化设计理念,HP900系列操作面板上的每一按键均有延迟功能,只有持续按某一按键达到预定的时间值,按键才会发挥相应的功能,因而可以避免因不慎而发生的误操作,而且为了防止误关机,关机键的预定时间值设置的最长。
Master系列与HP900系列均设计有RS232通讯口和SNMP插槽,通过随机的科士达UPSilon 2000监控软件,能在所有主流操作系统环境下实现对UPS运行状态进行运行历史记录、实时监控分析、定时开关机、执行UPS自我诊断程序、自动储存文件、自动报警等功能,利用本公司SNMP适配器还可使网管人员能对整个网络中所有科士达UPS实施集中实时管理,提高系统的管理效率。