蓄電池儲(chǔ)能效率的測(cè)試與分析

羅常舉

摘 要：蓄電池是新能源應(yīng)用主要技術(shù)形式，具有電力應(yīng)用便攜式、電力傳輸穩(wěn)定性高的優(yōu)勢(shì)，隨著社會(huì)新能源應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，蓄電池在社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛?；诖?，本文以蓄電池儲(chǔ)能的理論為基礎(chǔ)，對(duì)蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)作的影響因素進(jìn)行分析，并結(jié)合測(cè)試實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步論證，對(duì)蓄電池儲(chǔ)能效率的測(cè)試與分析，將為社會(huì)新能源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，提供更有效的技術(shù)探索理論支撐。

關(guān)鍵詞：蓄電池；儲(chǔ)能效率；充電模式

中圖分類號(hào)：TM912 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）11-0193-02

隨著社會(huì)資源應(yīng)用范圍的逐步延伸，電力應(yīng)用模式的社會(huì)傳輸體系也不斷變革優(yōu)化。蓄電池是現(xiàn)代綠色化能源的代表，具有電力傳輸能源充足、電力輸送穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。為了進(jìn)一步激發(fā)蓄電池能源存儲(chǔ)、應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，必須對(duì)蓄電池的儲(chǔ)能效率進(jìn)行綜合分析，為充分激發(fā)蓄電池在電力傳輸中的優(yōu)勢(shì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 蓄電池儲(chǔ)能的理論分析

蓄電池是社會(huì)新能源應(yīng)用的代表，在社會(huì)能源轉(zhuǎn)換中發(fā)揮著重要的作用。一般而言，蓄電池主要由正負(fù)極板、電解液、隔板、電池槽、以及端子等細(xì)小零件組合而成。蓄電池儲(chǔ)能傳輸?shù)睦硐肽Ｊ绞?，外接電源的電流輸送，與內(nèi)部電流產(chǎn)生、存儲(chǔ)構(gòu)成一個(gè)完整的能量傳輸結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電流信息結(jié)構(gòu)的綜合式傳導(dǎo)，但在實(shí)際進(jìn)行電流傳輸?shù)倪^(guò)程中，往往達(dá)到蓄電池電力飽和、電池槽百分之百用于電流傳輸，因此，蓄電池實(shí)行電力傳輸分析時(shí)，也要考慮到蓄電池自身存在的電流存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換問(wèn)題，從而達(dá)到對(duì)蓄電池儲(chǔ)能效率的準(zhǔn)確分析。

2 蓄電池儲(chǔ)能效率的影響因素

蓄電池電力傳輸主要分為完全休眠狀態(tài)、半休眠狀態(tài)、最佳狀態(tài)、以及損壞狀態(tài)四各階段，這是由于蓄電池在生產(chǎn)、使用的過(guò)程中，蓄電池內(nèi)部電容、放電量、以及內(nèi)阻感應(yīng)器等各個(gè)元件發(fā)生的變化情況不同，結(jié)合以上對(duì)蓄電池儲(chǔ)能理論分析，對(duì)蓄電池儲(chǔ)能效率的影響因素進(jìn)行探究。

2.1 充電體系循環(huán)狀態(tài)

蓄電池儲(chǔ)能達(dá)到最佳的基礎(chǔ)，是蓄電池充電體系達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的電流周期循環(huán)狀態(tài)，直接影響蓄電池的儲(chǔ)能效果。按照蓄電池儲(chǔ)能數(shù)據(jù)運(yùn)算的結(jié)構(gòu)來(lái)看，蓄電池中電池槽中存儲(chǔ)率在95%時(shí)，蓄電池內(nèi)部電流周期循環(huán)的變化就會(huì)達(dá)到最佳，當(dāng)電池槽中的存儲(chǔ)量低于40%時(shí)，蓄電池內(nèi)部電流周期循環(huán)的變化呈現(xiàn)下降狀態(tài)。但從現(xiàn)代社會(huì)中蓄電池的應(yīng)用情況來(lái)看，蓄電池應(yīng)用時(shí)基本上是蓄電池發(fā)電在85%-90%，就已經(jīng)是最佳狀態(tài)，蓄電池存儲(chǔ)電量在20%之下為最差狀態(tài)，那么，我們可以說(shuō)蓄電池的儲(chǔ)能效率的穩(wěn)定循環(huán)階段為90%-25%之間。

2.2 充電電壓高低的影響

隨著社會(huì)中蓄電池能源存儲(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)不斷探究，蓄電池種類也在基礎(chǔ)設(shè)置的基礎(chǔ)上，不斷進(jìn)行蓄電池形式的開(kāi)發(fā)。但不論哪一種蓄電池的開(kāi)發(fā)，都必須注重蓄電池儲(chǔ)能、運(yùn)用過(guò)程中，必須保障蓄電池儲(chǔ)能時(shí)的電壓協(xié)調(diào)，如果蓄電池儲(chǔ)能過(guò)程中，外部電壓的穩(wěn)定性較低，則蓄電池正負(fù)極板在電流存儲(chǔ)時(shí)，自動(dòng)放電保護(hù)蓄電池中總體電流，如果蓄電池儲(chǔ)能過(guò)程中，外部電壓相對(duì)穩(wěn)定，為蓄電池正負(fù)極板則只需要借助周期循環(huán)結(jié)構(gòu)，實(shí)行電力循環(huán)即可，無(wú)需構(gòu)建蓄電池自我保護(hù)系統(tǒng)，蓄電池自身不會(huì)有電力傳輸“負(fù)擔(dān)”，自然也就能夠達(dá)到蓄電池穩(wěn)定存儲(chǔ)電量。

2.3 電池應(yīng)用電流傳輸效果

蓄電池儲(chǔ)能效率的影響因素中，也包括蓄電池應(yīng)用時(shí)的外部電流總量，以生活中常見(jiàn)中電動(dòng)自行車為例進(jìn)行分析，如果電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程中，始終處于最高動(dòng)力檔，與持續(xù)最低檔相比，蓄電池需要在同一時(shí)間損耗高于低檔1.5倍的電流，電動(dòng)自動(dòng)車的行駛耗電比例就較高，因此，當(dāng)蓄電池儲(chǔ)能達(dá)到最高時(shí)，應(yīng)用的時(shí)間也相對(duì)較短；反之，當(dāng)蓄電池儲(chǔ)能達(dá)到最高時(shí)，低速電流傳輸?shù)膭?dòng)力供應(yīng)的時(shí)間就較長(zhǎng)。

2.4 蓄電池應(yīng)用環(huán)境溫度影響

蓄電池儲(chǔ)能效率最優(yōu)化，必須保障蓄電池的效率存儲(chǔ)，外部溫度處于額定電壓下恒溫狀態(tài)，如果蓄電池應(yīng)用環(huán)境電流低于恒溫水平，蓄電池內(nèi)部電流擴(kuò)散的速率減緩，但此時(shí)對(duì)蓄電池電流傳輸?shù)拿芏扔绊懖淮螅蝗绻铍姵仉娏鱾鬏數(shù)耐獠繙囟茸兓哂诤銣厮?，則蓄電池內(nèi)部電流擴(kuò)散的速率就會(huì)提升，蓄電池內(nèi)部電流周期循環(huán)的速率提高，蓄電池能夠在最短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)傳輸。蓄電池長(zhǎng)期處于這種綜合式傳輸?shù)闹芷谘h(huán)結(jié)構(gòu)中，會(huì)造成蓄電池內(nèi)部電解液密度較大比例的損耗，蓄電池自然也就不能達(dá)到長(zhǎng)久性循環(huán)應(yīng)用。

3 蓄電池儲(chǔ)能效率的仿真分析

3.1 蓄電池儲(chǔ)蓄分析仿真環(huán)境

蓄電池是社會(huì)新能源應(yīng)用的代表，在社會(huì)能源轉(zhuǎn)換中發(fā)揮動(dòng)力供應(yīng)作用。基于以上對(duì)蓄電池儲(chǔ)能效率的四種原因，將蓄電池仿真環(huán)境設(shè)定為：山西太原A地區(qū)太陽(yáng)能蓄電池路燈電路設(shè)計(jì)，依據(jù)當(dāng)?shù)匦铍姵剡\(yùn)用需求，實(shí)踐人員設(shè)計(jì)了四種蓄電池儲(chǔ)蓄方案：

分析分為：

第一種情況為：1、2號(hào)蓄電池均為500MA，其中1號(hào)蓄電池在實(shí)驗(yàn)時(shí)，能夠達(dá)到95%的飽和狀態(tài)，電力損耗為40%；2號(hào)電蓄電池儲(chǔ)能50%，損耗50%。經(jīng)過(guò)三個(gè)能量周期實(shí)用后，對(duì)比兩組蓄電池的儲(chǔ)能情況變化。

第二種情況為：1、2號(hào)蓄電池均為500MA，1號(hào)蓄電池在實(shí)驗(yàn)時(shí)，始終保持220V額定電壓儲(chǔ)能；2號(hào)電蓄電池儲(chǔ)能的電壓分別為220V，170V，270V。經(jīng)過(guò)三個(gè)能量周期實(shí)用后，對(duì)比兩組蓄電池的儲(chǔ)能情況。

第三種情況為：1、2號(hào)蓄電池均為500MA，1號(hào)蓄電池在實(shí)驗(yàn)時(shí)，始終保持95%的儲(chǔ)能狀態(tài)，在應(yīng)用的過(guò)程中，以每分鐘70MA損耗；2號(hào)電蓄電池儲(chǔ)能95%，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，以每分鐘50MA損耗。經(jīng)過(guò)三個(gè)能量周期實(shí)用后，對(duì)比兩組蓄電池的儲(chǔ)能情況。

第四種情況為：1、2號(hào)蓄電池均為500MA，蓄電池儲(chǔ)能恒溫為15℃，1號(hào)蓄電池儲(chǔ)能1小時(shí)，始終保持在10℃-14℃之間，2號(hào)蓄電池儲(chǔ)能1小時(shí)，其溫度始終保持在16℃-20℃之間，經(jīng)過(guò)三次放電、儲(chǔ)能監(jiān)控圖進(jìn)行分析。

3.2 蓄電池仿真結(jié)果分析

結(jié)合蓄電池電力傳輸控制結(jié)構(gòu)來(lái)看，蓄電池在不同的仿真環(huán)境下，會(huì)發(fā)生不同的變化。筆者將本次仿真探究的分析結(jié)果歸納如下：

依據(jù)以上仿真環(huán)境蓄電池儲(chǔ)能三次實(shí)驗(yàn)后，1號(hào)蓄電池的儲(chǔ)能水平，依舊保持為儲(chǔ)能飽和比例為95%，儲(chǔ)能損耗最低點(diǎn)為剩余20%，而2號(hào)蓄電池則飽和比例降低至75%，儲(chǔ)能損耗最低點(diǎn)為50%，也就是說(shuō)，長(zhǎng)期將蓄電池處于非飽和儲(chǔ)能，長(zhǎng)久式損耗狀態(tài)，將會(huì)致使蓄電池內(nèi)部電解液大量損耗，導(dǎo)致蓄電池電流儲(chǔ)能效果大大降低，從而致使蓄電池儲(chǔ)能效率較低，實(shí)用時(shí)間縮短。

第二組試驗(yàn)后，1號(hào)蓄電池三次儲(chǔ)能時(shí)間均維持在2小時(shí)內(nèi)完成，三次儲(chǔ)能為90%、92%、95%，2號(hào)蓄電池的三次儲(chǔ)能時(shí)間在4-4.5小時(shí)之間，三次儲(chǔ)能的效率為90%、88%、83%。通過(guò)兩組數(shù)據(jù)對(duì)比可知，當(dāng)蓄電池儲(chǔ)能的外部電壓發(fā)生變化時(shí)，蓄電池內(nèi)部電池槽電流存儲(chǔ)的過(guò)程中，也要借助內(nèi)部傳輸電流，對(duì)自身電流傳輸?shù)膿p耗情況進(jìn)行分析，已達(dá)到穩(wěn)定蓄電池儲(chǔ)能的需要，但這種傳輸、損耗同步的方式，也會(huì)對(duì)蓄電池的儲(chǔ)能效果和效率造成損耗，縮短蓄電池的儲(chǔ)能應(yīng)用壽命。

第三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比得到的結(jié)果為，1號(hào)、2號(hào)蓄電池在對(duì)比過(guò)程中，當(dāng)蓄電池的總體儲(chǔ)能效果相同時(shí)，外部蓄電池儲(chǔ)能應(yīng)用的力度越大，蓄電池進(jìn)過(guò)3個(gè)周期循環(huán)后，內(nèi)部正負(fù)電極板的電力感應(yīng)能力下降，電解液的電力傳輸強(qiáng)度也會(huì)降低，造成蓄電池儲(chǔ)能效果、儲(chǔ)能效率均呈現(xiàn)現(xiàn)將趨勢(shì)。

第四組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析來(lái)看，當(dāng)蓄電池儲(chǔ)能過(guò)程中，蓄電池的儲(chǔ)能電阻變化溫度控制在一定區(qū)域，會(huì)出現(xiàn)高于恒溫時(shí)，蓄電池內(nèi)部電解液損耗速率加快，經(jīng)過(guò)三次蓄電池周期循環(huán)后，蓄電池的儲(chǔ)能效果降低，蓄電池的應(yīng)用狀態(tài)也逐步下降。想要始終保障蓄電池的儲(chǔ)能性能和效率，就必須適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行蓄電池儲(chǔ)能電阻調(diào)節(jié)，確保蓄電池儲(chǔ)能溫度達(dá)到低于恒溫。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，蓄電池儲(chǔ)能效率的測(cè)試與分析，是社會(huì)綠色化能源傳輸模式全面優(yōu)化的參考。在此基礎(chǔ)上，對(duì)蓄電池儲(chǔ)能效率、性能的影響因素歸納為：儲(chǔ)電循環(huán)狀態(tài)、儲(chǔ)電電壓、儲(chǔ)電電流、以及儲(chǔ)電環(huán)境溫度四部分，并通過(guò)仿真實(shí)踐，進(jìn)一步論證了這四方面因素。因此，淺析蓄電池儲(chǔ)能效率的測(cè)試，為社會(huì)蓄電池的綜合應(yīng)用提供理論借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]崔瓊.儲(chǔ)能系統(tǒng)在微網(wǎng)電能質(zhì)量整治中的應(yīng)用研究[D].華南理工大學(xué)，2015.