很多人认为德国阳光蓄电池是不需要维护的，尤其是在使用UPS电源时，这种想法就更加明显。但实际上，由于蓄电池缺乏维护而导致的问题在UPS的全部故障占比中相当高。所以，例行对UPS的蓄电池进行维护，将很大程度上延长UPS的蓄电池寿命并降低故障率。本篇文章就将为大家介绍UPS电池的维护方法。
保持适宜的环境温度
通常来说，影响电池寿命较大的因素是环境温度。一般电池生产厂家要求的最佳环境温度是在20-25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高，但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定，环境温度一旦超过25℃，每升高10℃，电池的寿命就要缩短一半。目前UPS所用的蓄电池一般都是免维护的密封铅酸蓄电池，设计寿命普遍是5年，这在电池生产厂家要求的环境下才能达到。达不到规定的环境要求，其寿命的长短就有很大的差异。另外，环境温度的提高，会导致电池内部化学活性增强，从而产生大量的热能，又会反过来促使周围环境温度升高，这种恶性循环，会加速缩短电池的寿命。
定期充电放电
UPS电源中的浮充电压和放电电压，在出厂时均已调试到额定值，而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的，使用中应合理调节负载，比如控制微机等电子设备的使用台数。一般情况下，负载不宜超过UPS额定负载的60%.在这个范围内，电池的放电电流就不会出现过度放电。
UPS因长期与市电相连，在供电质量高、很少发生市电停电的使用环境中，蓄电池会长期处于浮充电状态，日久就会导致电池化学能与电能相互转化的活性降低，加速老化而缩短使用寿命。因此，一般每隔2-3个月应完全放电一次，放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后，按规定再充电8小时以上。
利用通讯功能
目前，绝大多数大、中型UPS都具备与微机通讯和程序控制等可操作性能。在微机上安装相应的软件，通过串/并口连接UPS,运行该程序，就可以利用微机与UPS进行通讯。一般具有信息查询、参数设置、定时设定、自动关机和报警等功能。通过信息查询，可以获取市电输入电压、UPS输出电压、负载利用率、电池容量利用率、机内温度和市电频率等信息;通过参数设置，可以设定UPS基本特性、电池可维持时间和电池用完告警等。通过这些智能化的操作，大大方便了UPS电源及其蓄电池的使用管理。
及时更换废/坏电池
目前大中型UPS电源配备的蓄电池数量，从3只到80只不等，甚至更多。这些单个的电池通过电路连接构成电池组，以满足UPS直流供电的需要。在UPS连续不断的运行使用中，因性能和质量上的差别，个别电池性能下降、储电容量达不到要求而损坏是难免的。当电池组中某个/些电池出现损坏时，维护人员应当对每只电池进行检查测试，排除损坏的电池。更换新的电池时，应该力求购买同厂家同型号的电池，禁止防酸电池和密封电池、不同规格的电池混合使用。
A.太阳电池的基本原理和光伏发电的主要优势
1.1太阳电池的基本原理
太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式?是采用太阳能蓄电池将光能转换为电能的发电方式,而且随着技术不时进步,光伏发电有
可能成为最具发展前景的发电技术之一。太阳电池的基本原理为半导体的光伏效应。当太阳光或其它光照射到太阳电池上时,电池吸
收光能?产生“光生电子—空穴”对。电池内电场作用下光生电子和空穴被分离,从而在电池两端积累起异号电荷,即产生电压。
1.2光伏发电的主要优势
1?发电原理具有先进性?
即直接从光子转换到电子,没有中间过程:如热能—机械能、机械能—电磁能转换等和机械运动,发
电形式极为简捷。
2?太阳能资源的无限和分布特性?
太阳能辐射取之不尽用之不竭,可再生并洁净环保.阳光普照大地,无处不在,无需运输?
不受霸权控制。
3?光伏发电与环境关系?
光伏发电没有机械旋转部件,无噪声,没有燃烧过程.不排放温室气体和其它废气、废水.环境友好?
真正的绿色发电。
4?建造、装配和维护特性?
模块化结构,规模大小随意,易于建造安装、装配迁移.而且易于随时扩大发电容量。可实现无人值
守,维护利息低。
B.光伏发电系统组成及各部分功能
光伏发电系统是采用太阳电池将太阳辐射能直按转换成电能的完整的发电系统。一般来说,它由太阳电池方阵、控制器、蓄电池组、直流--交流逆变器等部分组成。
2.1太阳电池组件及方阵
太阳电池是光伏发电系统的核心。太阳电池单体是光电转换的最小单元,尺寸一般为4~200cm2不等。太阳电池单体的工作电压约为
0.5V,工作电流约为20~25mA,一般不能单独作为电源使用。将太
阳电池单体进行串并联且封装后,就成为太阳电池组件,其功率一般
为几瓦至几十瓦?是可以单独作为电源使用的最小单元。太阳电池组件再经过串并联并安装在支架上,就构成了太阳电池方阵,可以满足,负载所要求的输出功率。
2.2储能蓄电池
蓄电池是光伏电站的贮能装置
它将太阳电池方阵从太阳辐射能转换来的直流电转换为化学能贮存起来,以供应用。独立运行的光
伏发电系统中必需配备储能蓄电池以贮存和调节电能。当日照充足而产生的电能过剩时.蓄电池将多余的电能贮存起来,反之当系统发电量缺乏或负荷用电量大时,蓄电池向负载补充电能,并保持供电电压的稳定。
蓄电池是通过充电将电能转换为化学能贮存起来,使用时再将化学能转换为电能释放进去的化学电源装置。用两个分离的电极浸电解质中而成。由还原物质构成的电极为负极?由氧化态物质构成
电极为正极。当外电路接通两极时,氧化还原反应就在电极上进行电极上的活性物质就分别被氧化还原了,从而释放出电能,这一过程称为放电过程。放电之后,若有反方向电流流入电池时?就可以使两极活性物质回复到原来的化学状态.这一过程称为充电过程。光伏电站中与太阳电池方阵配用的蓄电池组通常是半浮充电状态下长期工作,考虑到连续阴雨天气,蓄电池的设计容量一般是电负荷日耗电量的5~10倍。目前我国光伏发电系统配置的蓄电池多数为铅酸蓄电池。
2.3充放电控制器
蓄电池尤其是铅酸蓄电池?
要求在充电和放电过程中加以控制频繁的过充电和过放电都会影响蓄电池的使用寿命。过充电会使蓄电池大量出气,电解水,造成水份散失和活性物质的脱落,过放电则容易加速栅板的腐蚀和不可逆硫酸化。为了维护蓄电池不受过充电和过放电的损害?则必需要有一套控制系统来防止蓄电池的过充电和过放电?称为充放电控制器。控制器通过检测蓄电池的电压或荷电状态
判断蓄电池是否已经达到过充点或过放点?并根据检测结果发出继续充、放电或终止充、放电的指令。
随着光伏发电系统容量的不时增加,用户对系统运行状态及运行方式的合理性的要求越来越高,系统的平安性也更加突出和重要。因此?近年来设计者又赋予控制器更多的维护和监测功能。此外控制
器在控制原理和元器件方面也有了很大发展和提高,目前先进的系统,控制器已经使用了微处理器?实现了软件编程和智能控制。
2.4直流—交流逆变器
众所周知:整流器的功能是将50Hz交流电整流成为直流电。而逆变器与整流器恰好相反,它功能是将直流电转换为交流电。这
种对应于整流的逆过程称为“逆变”太阳电池在阳光照射下产生直流电?然而以直流电形式供电的系统有很大的局限性。例如?荧光灯、
电视机、电冰箱、电风扇等均不能直接用直流电源供电?绝大多数动力机械也是如此。此外?当供电系统需要升高电压或降低电压时交流系统只需加一个变压器即可?而在直流系统中升降压技术与装置则要复杂得多。因此除特殊用户外,在光伏发电系统中都需要配备逆变器。逆变器还具备自动调压或手动调压功能,可改善光伏发电系统供电质量。另外光伏发电系统若要实现并网运行,则输出必需为交流。因此逆变器已成为光伏发电系统中不可缺少的重要设备。
光伏系统中,要求逆变器有较高的逆变效率和可靠性,对直流输入电压有较宽的适应范围。逆变器的输出波形有方波、阶梯波、正弦波等类型。中、大容
量的光伏发电系统中,逆变器的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中,若采用方波供电,则输出将含有较多谐波高次谐波将发生附加损耗?许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备.这些设备对供电品质有较高的要求。另外当中、大容量光伏发电系统并网运行时,为防止对公共电网的电力污染,也要求逆变器输出失真度满足要求的正弦波。
C.光伏发电系统的应用
中国是光伏产业大国?
中国光伏企业生产的太阳电池占据全球市场份额50%以上。但国产太阳电池约98%入口,销往国内市场仅占很小一部分。国内光伏系统的应用还处在初步阶段.目前主要有通信和
工业应用、农村和遥远地区应用、太阳能商品、光伏建筑一体化、大型荒漠光伏电站等。今后?依照可再生能源发展规划将逐步扩大光伏发电系统装机容量。
3.1通信和工业应用
主要有微波中继站、光缆通信系统、卫星通信和卫星电视接收系统、农村程控电话系统、部队通信系统、铁路和公路信号系统、灯塔和航标灯电源、气象和地震台站、水文观测系统、水闸阴极保护和石油管道阴极保护等。
3.2农村和遥远地区应用
要有独立光伏电站,村庄供电系统?、小型风光互补发电系统、太阳能照明灯、太阳能水泵、农村社团?学校、医院、饭店、商店、卡拉OK厅等?。
3.3太阳能商品
主要有太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯、太阳能喷泉、太阳能乡村景观、太阳能信号标识、太阳能广告灯箱、太阳能电动汽车、太阳能游艇、太阳能钟、太阳能帽、太阳能手表、太阳能玩具等。
3.4光伏建筑一体化BIPV?
BIPV即Building?Integrated?Photovolta?指的光伏建筑一体化。BIPV模式这种新能源利用方式?能将太阳能光伏发电与建筑相结合,利用了建筑屋顶的闲置空间,组装太阳能光伏发电模块,满足或者补充电力需求。科技效果显示这种BIPV模式日后将与建筑物幕墙相结合,以获得更多的阳光和电力?但目前的BIPV主要以楼顶为主,应用技术较为幼稚。BIPV建设初期利息较高,随着我国财政对BIPV项目的大力支持,我国将大幅扩大BIPV技术的应用。
光伏建筑一体化的优势是
?1?清洁能源?节能并减少环境污染
?2?一旦市政发生特殊情况如地震灾难时,太阳能光伏发电,能够满足本建筑的需求,不会因为市政电网中断而断电。
3.5大型荒漠光伏电站
气象资料显示:中国太阳能资源丰富,主要集中在西北地区。太阳能资源极丰富带的地区包括西藏大部、新疆南部以及青海、甘肃和内蒙古的西部。这些地区的年太阳照量超过1750kWh/m2.a?,而且
月际最大与最小可利用日数的比值较小,年变化较稳定,是太阳能资源利用条件最佳的地区。这些地区大部分为荒漠,很适合利用起来建设大型荒漠光伏电站。大型荒漠光伏电站建设已经启动?如青海省格尔木200MW大型荒漠光伏电站已经并网投运。
3.6光伏发电未来应用前景
2009年12月?中国政府在哥本哈根气候变化领导人会议上承诺至2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降
40%-45%?非石化能源占一次能源消费的比重提高至15%左右。这是世界上最大的发展中国家应对气候变化的庄重许诺?表明我国政府在应对气候变化和降低二氧化碳排放问题上作为一个负责任大国的态度和决心。可再生能源发展“十二五”规划》确定的光伏发电装机