光伏電池壽命受哪些因素影響
時間:2023-11-23來源:chishenmeyanjiuyuan.top
1. 深度放電
如果光伏電池經常深度放電,那么將縮短循環壽命,甚至導致電池失效。因為光伏電池在大電流放電,或虧電又未及時充電時,內部產生大顆粒硫酸鹽,無法和極板活性物質充分反應。長此以往,勢必導致電量減少,再排除光伏發電系統不產生過充電,所以長期虧電才是導致光伏電池縮短壽命,甚至失效的罪魁禍首。
2. 放電速率
額定容量是指20小時放電率的容量。如果采用低于規定小時的放電率,就能得到高于額定值的電池容量。反之,則得到小于額定值的電池容量。同時,放電速率也會左右光伏電池的端電壓值。
光伏電池放電時,電化學反應電流優先分布在離主體溶液最近的表面上,導致在電極表面形成硫酸鉛,堵住多孔電極。
大電流放電時,會加劇上述問題,導致放電電流越大,光伏電池容量越小,加速端電壓值下降,造成放電最終電壓值伴隨放電電流增大而降低。
但,放電速率并非越低越好。長期采用過低放電速率,只會徒增硫酸鉛分子生成量,進而產生應力,導致極板彎曲、活性物質脫落,縮短光伏電池使用壽命。
3. 外界溫度過高
額定容量是指光伏電池在25℃時的數值。如果溫度過低,會導致電解液很難和極板活性物質充分反應,造成容量減少。進而無法達到預期使用時長,也無法維持規定放電深度,導致過放電。
通常,每升高1℃,單格電池電壓就下降3mV。所以,鉛酸蓄電池的負溫度系數等于-3mV/℃。也就是說,同一個充電控制器,在25℃時,能夠為光伏電池充滿電;但溫度降至0℃時,就無法充滿。
同理,環境升溫時,光伏電池就會產生過充電,電解液隨之升溫,加速正極板腐蝕。如果加速升溫,電解液就會沸騰至上下翻滾,沖刷極板,導致鉛粉脫落。長此以往,脫落的鉛粉越積越高,直至觸碰鉛板,產生極板短路,光伏電池就會報廢。
另外,高溫還可能導致光伏電池失水、熱失控。因此,溫度是左右光伏電池正常工作的關鍵因素。
在光伏發電系統中,控制器應具備自動補償溫度功能。日常使用中,盡量確保光伏電池的使用環境通風、遠離熱源。
4. 局部放電
鉛酸蓄電池放電或靜止時,都會產生自放電,也叫局部放電。其歸因,是電池內部含有雜質。雜質會伴隨光伏電池使用時長而增加,逐漸在極板上構成無數微形電池,產生局部放電,徒勞無功地消耗電能。通常,光伏電池溫度越高,局部放電越嚴重。因此,盡量避免光伏電池在高溫下工作。
5. 高溫儲存
滿電電池,長期暴露在高溫環境下,也會縮短使用壽命。
綜上所述,光伏電池是光伏發電系統中的關鍵部件。而光伏電池壽命短,也是光伏發電系統中不可忽視的問題。因此,在設計光伏發電系統時,應綜合考慮輻射條件、備用時間、規定放電深度、充放電效率、溫度補償等要素,確保光伏電池能提供更好的循環放電、深度放電性能。