磷酸铁锂电池在光伏发电中的应用
来源：宝鄂实业
2020-04-10 20:29
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磷酸铁锂电池在光伏发电中的应用
摘要:高性能储能电池对光伏产业的发展至关重要。与铅酸电池相比，磷酸铁锂电池具有比能高、储能效率高、循环寿命长、成本低等优点。使用该类型的锂电池作为储能装置可以将能源效率提高到90%左右，非常适合作为新型储能装置。比较了铅酸电池与磷酸铁锂电池的常规性能和储能特性。在分析磷酸铁锂电池作为光伏系统储能装置的可行性的基础上，设计了相应的光伏发电储能系统。
在众多可再生能源中，太阳能以其绿色、环保、取之不尽、用之不竭的特点成为最具潜力的能源形式，具有巨大的市场前景。我国太阳能资源十分丰富，发展光伏产业对改善欠发达地区和偏远地区的用电量具有重要意义。然而，光伏发电是不连续和不稳定的，发电性能随着外部环境的变化而变化。因此，高性能的储能环节对光伏产业的发展至关重要。
目前，大多数光伏系统使用铅酸电池作为储能装置。与铅酸电池相比，磷酸铁锂电池具有比能高、储能效率高、循环寿命长、成本低等优点。比较了铅酸电池与磷酸铁锂电池的常规性能和储能特性。在分析磷酸铁锂电池作为光伏系统储能装置的可行性的基础上，设计了相应的光伏发电储能系统。
1. 太阳能光伏发电系统储能的基本要求
太阳能发电系统成本高，转换效率低，随环境变化大，需要较高的储能。太阳能光伏发电系统的使用寿命一般为20年，这就要求伴生储能环节具有使用寿命长、性能稳定、能效高、适应环境能力强的特点。
目前，光伏发电系统中使用的储能技术主要有电化学电池、飞轮、超导线圈等。相比之下，飞轮储能和超导储能在性能上具有化学电池无可比拟的优势，这将成为储能装置发展的必然趋势。但在现阶段，由于技术和价格的原因，化学电池仍然是太阳能光伏发电储能的主要方式。
利用化学电池作为光伏电源的储能环节，是将化学反应中氧化还原释放的能量直接转化为直流能量供负载使用。目前，可作为太阳能储能单元的电化学介质主要有6种，如表1[1]所示。
表1各种电池性能对比
电化学介质单位电压/V评价
铅酸2.0最低成本
镍镉具有记忆效应
金属氰化镍1.2对温度敏感
锂3.6安全，不含金属锂
锂聚合物3.0含有金属锂
锌空气1.2需要良好的空气管理来限制自放电率
在上述六种电池中，铅酸电池的能量密度较低，但其技术成熟度和性价比最高，因此光伏发电系统储能单元主要采用阀控密封铅酸电池。然而，随着光伏发电的进一步发展，对电池的性能和安全性提出了更高的要求。因此，急需一种高效的化学电池作为相应的储能环节。
