基于铅蓄电池充电特性的太阳能充电方案研究的文献综述

一．前言

人类社会的发展和进步使得我们对能源的需求急剧增长，在污染和能源日趋紧张的背景下，我们正面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，具有储量大、利用经济、清洁环保等优点，它的利用越来越受到人们的重视。在有限资源和环保压力下，太阳能必将在世界能源结构中占有一席之地，成为理想的替代能源。

光伏发电成为一种最具发展前景的技术。在光伏发电系统中蓄电池是发电与用电的一个接口，具有不可替代的作用，而太阳能对铅蓄电池的输入能量不稳定,也就是太阳铅蓄电池发电容易受到周围环境的影响,蓄电池失效和寿命都成为阻碍系统推广的原因之一，因此控制性能的优劣直接关系到能否高效的利用太阳能转换来的电能。因此，除了改善蓄电池自身性能之外，针对光伏自身特点改进充电方法使蓄电池充电高效、迅速、无损，和对蓄电池实施状态监测，对于光伏发电系统的推广和智能管理有着十分重要的意义。^[1]

二．正文

太阳能发电系统储能铅蓄电池是继动力用铅蓄电池之后，使用的又一热点，也是目前最有潜力的蓄电池，将为铅蓄电池开拓新的市场空间。^[2]目前国内外对基于铅蓄电池充电特性的太阳能充电方案进行了很多研究，取得了丰富的研究成果。90年代以来，太阳能光伏市场以年均16%的速度递增，近几年以25%～30%的速度增长，太阳能已成为全球发展速度最快的能源。2006年我国太阳能电池生产能力已超过300MW。在今后的十几年中，太阳能电池的市场走向将发生很大的改变，到2010年以前中国太阳电池多数是用于独立光伏发电系统，从2011年到2020年，中国太阳能发电的市场主流将会由独立发电系统转向并网发电系统，包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。^[3]

华北电力大学蒋焱我国光伏发电产业发展的问题与对策研究中说：光伏发电产业应尽快加速成为国家战略性新兴产业。通过对我国光伏产业实际现状的描述，阐述我国目前光伏发电的应用形式、光伏产业链的状况、太阳能资源状况，结合光伏发电的国内外市场状况，来归纳出影响我国光伏产业发展的问题，并提出一些建议，最后形成“光伏发电产业应尽快加速成为国家战略性新兴产业”这一结论。^[4]然而蓄电池却是整个光伏系统中较薄弱的环节，并且极大的提高了光伏系统运行过程之中的成本。Rudi Kaiser所研制出了一种新的电池管理系统（BMS）生成，提高了电池在RESS的可靠性和大大降低了维修成本。^[5]其主要存在许多蓄电池失效机制，使其达不到使用寿命，提前失效而被更换。失效原因与蓄电池存储环境及其蓄电池工作方式有关，主要有以下因素导致：

1、环境的温度的影响。环境温度一般在 0~40 C之间，过低，容量输出低，蓄电池

过早就没有输出；过高，虽然储能增加，但加速了极板硫化过程。