铅酸蓄电池的认识、安装及维护.doc
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1、铅酸蓄电池的认识、安装及维护一、任务导入风力发电系统中,蓄电池是重要组成部件。风力发电机因风量不稳定,故其输出的是1325V变化的交流电,发电系统的功率输出也变化无常,须经充电器整流,再对蓄电池充电,使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源,把蓄电池里的化学能转变成交流220V市电,才能保证稳定使用。因此小型风力发电系统产生的电能需要蓄电池进行储存和调节,蓄电池才能提供相对稳定的电能。从风力发电机组的使用寿命期来讲,蓄电池在此期间至少需要更换23次。就是说,蓄电池的总投资费用将超过风力发电机的购置和维护费用。因此,配置合理容量的蓄电池,延长蓄电池的使用寿命,对用户的用电和节
2、省经费开支都有重要的现实意义。小型风光力发电系统一般采用阀控密封式铅酸蓄电池,一般有12V和24V两种。二、相关知识学习情境:铅酸蓄电池(一)化学电源的发展化学电源,是一种将化学能转化为电能的装置,自1859年普兰特试制成功铅酸电池,1868年法国勒克朗谢制成锌锰干电池以来,化学电源经历了100多年的发展历史,现已形成独立完整的科技与工业体系,全世界已有1000多种不同系列和型号规格的电池产品。化学电源已成为人民生活中应用极为广泛的方便能源。今天,人造卫星、宇宙飞船、火车、汽车、潜艇、鱼雷、军用导弹、火箭、飞机,哪一样都离不开电源技术的发展。电源技术的进步,大大加速了现代移动通信、家用电器乃至
3、儿童玩具的发展速度。随着高新技术的发展和为了保护人类生存的环境,对新型化学电源又提出了更高的要求。可以预言:产量大、价格低、应用范围广的锌-锰电池,铅酸蓄电池仍将占有世界上电池的大部分市场,并且近年来市场保持10%的增长,而性能优越的锂离子电池,金属氢化物-镍电池,可充无汞碱性锌-锰电池,燃料电池将是21世纪最受欢迎的绿色电池并挤占电池市场。随着人民生活水平的提高和电池技术的发展,以电池为能源的电动自行车将代替摩托车,电动汽车将逐步取代燃油汽车,新型化学电源的时代已经到来。1铅酸蓄电池的发展历史蓄电池是1859年由普兰特发明的,至今已有一百多年的历史。铅酸蓄电池自发明后,在化学电源中一直占有绝
4、对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得,使用上有充分的可靠性,适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。到20世纪初,铅酸蓄电池历经了许多重大的改进,提高了能量密度、循环寿命、高倍率放电等性能。然而,开口式铅酸蓄电池有两个主要缺点:充电末期水会分解为氢、氧气体析出,需经常加酸、加水,维护工作繁重;气体溢出时携带酸雾,腐蚀周围设备,并污染环境,限制了电池的应用。近二十年来,为了解决以上的两个问题,世界各国竞相开发密封铅酸蓄电池,希望实现电池的密封,获得干净的绿色能源。1912年Thomas Edison发表专利,提出在单体电池的上部空间使用铂丝,在有电流通过时,铂被加热,成为氢、氧化合的催
5、化剂,使析出的H2与O2重新化合,返回电解液中。但该专利未能付诸实现:铂催化剂很快失效;气体不是按氢2氧1的化学计量数析出,电池内部合仍有气体发生;存在爆炸的危险。60年代,美国Gates公司发明铅钙合金,引起了密封铅酸蓄电池开发热,世界各大电池公司投入大量人力物力进行开发。1969年,美国登月计划实施,密封阀控铅酸蓄电池和镉镍电池被列入月球车用动力电源,最后镉镍电池被采用,但密封铅酸蓄电池技术从此得到发展。1969-1970年,美国EC公司制造了大约35万只小型密封铅酸蓄电池,该电池采用玻璃纤维棉隔板,贫液式系统,这是最早的商业用阀控式铅酸蓄电池,但当时尚未认识到其氧再化合原理。1975年,
6、Gates Rutter公司在经过许多年努力并付出高昂代价的情况下,获得了一项D型密封铅酸蓄电池的发明专利,成为今天VRLA的电池原型。1979年,GNB公司在购买Gates公司的专利后,又发明了MFX正板栅专利合金,开始大规模宣传并生产大容量吸液式密封免维护铅酸蓄电池。1984年,VRAL电池在美国和欧洲得到小范围应用。1987年,随着电信业的飞速发展,VRLA电池在电信部门得到迅速推广使用。1991年,英国电信部门对正在使用的VRLA电池进行了检查和测试,发现VRLA电池并不像厂商宣传的那样,电池出现了热失控、燃烧和早期容量失效等现象,这引起了电池工业界的广泛讨论,并对VRLA电池的发展前
7、途、容量监测技术、热失控和可靠性表示了疑问,此时,VRLA电池市场占有率还不到富液式电池的50,原来提到的“密封免维护铅酸电池”名称正式被“VRLA电池”取代,原因是VRLA电池是一种还需要管理的电池,采用“免维护”容易引起误解。1992年,针对1991年提出的问题,电池专家和生产厂家的技术员纷纷发表文章提出对策和看法,其中Dr Darid Feder提出利用测电导的方法对VRLA电池进行监测。I.c.Bearinger从技术方面评述VRLA电池的先进性。这此文章对VRLA电池的发展和推广应用起了很大的促进作用。1992年,世界上VRLA电池用量在欧洲和美洲都大幅度增加,在亚洲国家电信部门提倡
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