您正在访问: 网站首页 >> 技术中心 >> 电气百科 >> 正文

电气百科:新型蓄电池在室内分布系统中的应用

文章来源:【互联网】 作者:【*】 点击:次 时间:2019/9/9 14:15:53

自1859年法国物理学家贾斯顿?普兰特发明了可充电的铅酸电池,到镍镉电池、镍氢电池、锂电池及燃料电池的先后问世,新型材料的大量涌现及应用让电池性能有了长足进步。电池正负极材料或电解液每一次更新改良都会让电池的整体性能有一定的提升。电池的发展方向一直在追求高容量、高功率、高稳定性、低污染、超长的使用寿命,随着性能的不断提升,其应用领域也在不断扩大。

用电设备小型化催生新型电池

按照电解液的性质不同,蓄电池可以分为酸性电池和碱性电池两种。酸性电池主要以铅酸蓄电池为主,电极为铅,电解液为硫酸溶液。铅酸蓄电池具有容量大、可靠性高、大电流放电性能优越、应用温度范围宽泛及性价比高等优点,是目前应用范围最为广泛的二次电池,占据了二次电池70%以上的市场份额,主要应用于备用电源、电动自行车和汽车启动等。碱性电池主要有镉镍蓄电池、铁镍蓄电池等,其电解液为氢氧化钠和氢氧化钾等。主要可用作自动化控制、仪器仪表等电子设备的直流电源。

随着无线技术的不断发展,用电设备趋于高度集成化、智能化、轻小型化,以及传统的蓄电池逐步呈现出体积大、对环境温度要求苛刻等劣势,对备用电源的比能量、工作的温度范围等提出了更高的要求。近年来,蓄电池家族出现了集众多优点于一身的新型电池,磷酸铁锂电池和燃料电池就是新型电池的典型代表。

自备电源的供电方式

室内分布系统电源是指专门为室内分布系统用电设备(BBU、RRU及监控设备)供给电能的独立电源。

自备备用电源一般采用自备柴油发电机组、蓄电池组、不间断电源装置(UPS)、应急电源装置(EPS)等。由于用电设备允许中断供电的时间不同,对自备备用电源的选择也不同。

逆变电源后备式供电:原中国联通CDMA网络大量采用逆变电源后备式供电方式。长期运行的结果证明,所采用的逆变电源后备式供电方案存在可靠性较低、维护频率较高的缺点。若采用逆变电源后备式供电方案,可考虑采用带有冗余模块化的逆变电源后备式供电设备,从而提高整体供电的可靠性,减少运行维护的成本。

UPS供电:UPS是一种含有储能装置,以逆变器为主要元件,稳压稳频输出的电源保护设备。UPS供电方案的优势在于,具备相对稳定的后备时间,容易实现较远距离的交流供电。

UPS的劣势也较为明显。如果把UPS设备放置到运行环境较为恶劣的用户侧设备间(如竖井、电梯间甚至是地下室),运行环境的恶劣以及市电的“电源污染”会造成UPS工作寿命的大为缩短;小型UPS电池管理较弱,会减少电池的使用寿命;部分机架式设备,为了缩小设备体积,大量使用强制风冷来提高输出功率密度,运行过程中噪声较大,容易造成业主投诉,给建站以及今后的运行维护工作增加了难度。

壁挂式开关电源供电:使用小型UPS可解决后备供电问题,但其输出效率通常只有80%左右,整个供电环节由UPS通过AC->DC->AC,转换过程多、能效损失大,20%左右的能量变为热量白白消耗掉;若小型UPS考虑冗余备份,只能采用双机或多机并联冗余,不能实现模块化的备份冗余,而开关电源具备模块化冗余备份、转化效率高的特点。同时,开关电源可以实现精确的均浮充控制和温度补偿功能,能有效地提供蓄电池的综合管理功能。

磷酸铁锂电池成重要方向

磷酸铁锂电池与传统铅酸电池相比优势主要体现在以下几个方面。

1)高能量密度,磷酸铁锂电池的体积及重量只有同容量铅酸电池的三分之一左右。

2)单只磷酸铁锂电池理想条件下循环寿命能达3000次,大大优于铅酸电池(循环使用次数500次)。

3)温度性能良好,尤其是高温性能突出。磷酸铁锂电池的工作范围可达-20℃~60℃,可长时间在高温状态下工作而不影响电池寿命。

4)功率性能好。在不影响电池容量的前提下,磷酸铁锂电池可满足大电流充放电需要,解决了传统铅酸电池大电流放电时电池容量损失过大的问题。在相同容量的情况下,磷酸铁锂电池大电流输出能量大概是铅酸电池的两倍。若用磷酸铁锂电池取代铅酸电池应用于功率型备电的UPS,其容量将减少50%。

5)高安全性。在针刺、挤压、短路、过冲等恶劣条件下仍然安全,无变形,容量保持率极高。

6)清洁环保,磷酸铁锂材料不含任何重金属与稀有金属,无论在生产和使用过程中都不会对环境造成污染,避免了传统电池对环境的污染。

磷酸铁锂作为锂电池正极材料,是目前最安全的锂离子电池正极材料,虽然振实密度低、电压平台低,但由于正极材料安全稳定,使其在挤压、过充、短路等滥用条件下依然安全,由于其安全稳定性,磷酸铁锂电池已经成为锂离子动力电池的重要发展方向。

燃料电池具备综合成本优势

与传统铅酸电池相比,燃料电池也具有很大优势。

1)适应环境温度范围广,在-15℃~45℃的范围内都可以保持性能稳定。

2)工作平稳,输出电压稳定,不会像铅酸电池在其供电过程中电压一直在降低。

3)重量轻,不需特殊的承重处理。

4)占地面积小,安置位置灵活,可安置在室外,大大节约了空间。5)抗自然灾害能力较强,只要保证氢气的供应就可持续供电。

6)电池的设计寿命(累计使用时间/累计开关次数/储藏寿命)超长,而不像铅酸电池隔几年就要进行更换。

7)安全性高,燃料电池可实现远程监控。

目前,燃料电池采购成本比铅酸电池要高,但在大批量生产的前提下,综合考虑场地改造、维护费用和使用寿命等因素,燃料电池的成本要比铅酸电池低。

作为备用电源的重要组成部分,蓄电池组性能的好坏直接影响整个供电系统的可靠性。甚至可以说,后备电源是电源系统安全运行的最后防线。新型电池的商用,为室内分布系统工程后备式蓄电池组的应用提供了新的方式。同时,随着新型电池自身性能的不断提高、生产成本的不断下降,其在室内分布系统工程的应用前景将逐渐明朗清晰。

< 1
关注有惊喜!
中国工业电器网:此内容转载于合作媒体或互联网其它网站,中国工业电器网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述!
新闻、技术文章投稿QQ:928246603 邮箱:news@cnelc.com

网友评论已有人参与评论

用户登录  注册新用户  忘记密码?

本站声明:严禁任何单位和个人模仿、转载、抄袭及冒名中国工业电器网(cnelc.com)

中国工业电器网 | 诚聘英才 | 关于我们 | 会员服务 | 广告服务| 意见/业务 | 帮助中心 | 在线投稿 | 友情链接 | 联系我们 |网站地图

 会员服务:点击这里给我发消息 广告合作:点击这里给我发消息 关键词推广:点击这里给我发消息 战略合作:点击这里给我发消息 新闻投稿:点击这里给我发消息

中国工业电器网服务热线:400-688-6377 合作电话:021-39983999 传真:021-39983888 邮编:201812 信箱:cn@cnelc.com新闻投稿邮箱:news@cnelc.com

上海总公司地址:上海 金园一路999号(中国工业电器大厦) 法律顾问:浙江海昌律师事务所 江律师

增值电信业务经营许可证:沪B2-20180642

上海易电网络科技有限公司 版权所有 2012-2020

沪ICP备10003932号-15