1前言

太陽能技術(shù)在通信基站的廣泛應(yīng)用，不僅有助于節(jié)約資源，還有助于通信網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模覆蓋，由于村村通工程的大部分地區(qū)自然條件惡劣，現(xiàn)有電網(wǎng)不完善或者無市電可用，太陽能電源系統(tǒng)在國內(nèi)開始得到較大的發(fā)展。

目前，國內(nèi)的太陽能電源系統(tǒng)大部分為離網(wǎng)型供電系統(tǒng)，太陽能控制器控制功能簡單，主要存在以下問題：系統(tǒng)利用效率低，不能讓太陽能電池組件輸出最大功率；對蓄電池的充/放電管理功能較差，蓄電池運行壽命短；控制器對系統(tǒng)的監(jiān)控和管理功能較差；系統(tǒng)為非模塊化設(shè)計，擴容改造難度大。以上問題是否可以得到有效解決，是否能夠提高太陽能系統(tǒng)的利用效率，實現(xiàn)太陽能組件在不同使用條件下的最大功率輸出，對太陽能電源系統(tǒng)的發(fā)展極其重要。

當前蓄電池在太陽能系統(tǒng)中出現(xiàn)問題較多，已成關(guān)注的焦點。其實這是對蓄電池要求不清楚造成的，儲能用蓄電池不同于起動電池、動力電池、備用電池、工業(yè)電池，它有另外的要求：耐淺容量循環(huán)、耐高溫或低溫能力強，過放電恢復性能好，充電接受能力強，耐低溫間歇放電，耐過放或過充。

實踐證明，起動電池、動力電池、備用電池、工業(yè)電池并不適用于太陽能儲能領(lǐng)域。本文以通信太陽能供電系統(tǒng)為例，闡述儲能用蓄電池的技術(shù)要求，對其它應(yīng)用領(lǐng)域的儲能用蓄電池也有參考的價值。

2系統(tǒng)工作原理

太陽能供電系統(tǒng)主要是將轉(zhuǎn)換效率達18%的太陽能電池方陣產(chǎn)生的能量輸送到控制器中，再由控制器通過控制太陽能方陣的投入和撤出產(chǎn)生所需要的電壓和電流給蓄電池充電，同時通過蓄電池給負載供電，而在晚上或者陰雨天則完全由蓄電池給負載供電。由太陽能方陣產(chǎn)生輸入電壓的最大開路電壓為96V?？刂破魍ㄟ^對輸入功率板的控制產(chǎn)生相應(yīng)的浮充電壓范圍和均充電壓范圍，根據(jù)蓄電池的容量和電壓狀態(tài)對蓄電池進行相應(yīng)的浮充電或均充電，同時給負載供電。當蓄電池的電壓過高時，輸出功率板將使負載脫離以保護負載設(shè)備；當蓄電池電壓過低時，輸出功率板也將切斷負載以保護蓄電池，控制器還具有反向放電保護、極性反接電路保護等功能。

儲能用蓄電池是系統(tǒng)管理核心，太陽能控制器是系統(tǒng)的關(guān)鍵控制部件。同時，控制器還具有多種充電接口，便于接入風能發(fā)電機、市電、油機，可以根據(jù)基站環(huán)境提供多種供電解決方案。蓄電池作為系統(tǒng)的儲能部件，主要是將太陽能電池和其他能源方式產(chǎn)生的電能存儲起來方便供電。

圖1風能/太陽能/柴油機混合發(fā)電系統(tǒng)

3系統(tǒng)對儲能用蓄電池的技術(shù)要求

3.1環(huán)境溫度

通信太陽能供電系統(tǒng)中的蓄電池只能與系統(tǒng)一起放在室外，在嚴冬和酷暑的環(huán)境溫度下工作。與常規(guī)蓄電池在室內(nèi)使用是不同的。該系統(tǒng)要求在室外使用，而且一般無遮蔽，與室外地面溫度相同。

不同地區(qū)的環(huán)境溫度范圍有所不同。中國南方，環(huán)境溫度在0~50℃范圍內(nèi)，而北方則在-40~40℃范圍內(nèi)。按阿里紐斯原理，鉛酸蓄電池受溫度影響較大，溫度每升高10℃，壽命就降低一半，壽命終止的主要原因是：①硫酸電解液干涸：②熱失控；③內(nèi)部短路等。

由于溫度差別，蓄電池配置也有所區(qū)別。原則上，配置蓄電池容量是按低溫放電性能確定。蓄電池充電性能則需要考慮：①低溫低荷電態(tài)的充電接受能力；②高溫高荷電態(tài)的充電容量效率；③綜合考慮循環(huán)壽命指標。