《太陽光伏能源系統(tǒng)用鉛酸蓄電池認(rèn)證技術(shù)規(guī)范》的編制說明

1、太陽光伏能源系統(tǒng)用鉛酸蓄電池認(rèn)證技術(shù)規(guī)范的編制說明（一）制定規(guī)范的必要性；我國光伏行業(yè)發(fā)展極為迅速，中國已經(jīng)成為繼歐洲、日本之后，第三大光伏生產(chǎn)國。我國政府對(duì)光伏發(fā)電的發(fā)展也較為重視，近幾年，陸續(xù)啟動(dòng)了“送電到鄉(xiāng)”“光明工程”等項(xiàng)目，建立了大量的獨(dú)立光伏電站，解決了我國部分偏遠(yuǎn)地區(qū)用電難的問題。鉛酸蓄電池作為太陽能光伏系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，同時(shí)也得到了廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)獨(dú)立光伏電站或小型戶用太陽能電源使用的蓄電池大多是通訊用的密封型鉛酸蓄電池，但是，太陽能光伏系統(tǒng)用的蓄電池與通信系統(tǒng)的蓄電池在使用特點(diǎn)上存在較多的差異，具體如下表： 使用特點(diǎn)上的差異造成獨(dú)立光伏系統(tǒng)中的蓄電池頻繁失效，使用壽命大大

2、低于設(shè)計(jì)壽命，運(yùn)行成本也水漲船高，光伏系統(tǒng)集成商和用戶的利益受到了極大的損害，該問題已經(jīng)成為我國數(shù)百個(gè)獨(dú)立光伏電站中最常見的問題之一。目前，許多國內(nèi)蓄電池企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到了該問題，改進(jìn)了鉛酸蓄電池的合金配方、鉛膏配方、電解液、化成工藝以及固化工藝，生產(chǎn)出了光伏系統(tǒng)專用鉛酸蓄電池，但是由于國內(nèi)還沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，無法對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量性能方面的評(píng)價(jià)，使該產(chǎn)品受到了極大的限制，其生產(chǎn)和推廣不甚理想。因此，為了保證光伏系統(tǒng)專用鉛酸蓄電池的質(zhì)量，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)光伏專用蓄電池的應(yīng)用，使我國的獨(dú)立光伏系統(tǒng)更好地為無電地區(qū)的人民服務(wù)，由北京鑒衡認(rèn)證中心牽頭，山東圣陽電源實(shí)業(yè)有限公司、信息產(chǎn)業(yè)部化學(xué)物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中

3、心、信息產(chǎn)業(yè)部郵電工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心共同編寫了此認(rèn)證技術(shù)規(guī)范。（二）與相關(guān)法律法規(guī)的關(guān)系；本認(rèn)證技術(shù)要求的制訂符合國家現(xiàn)行法律法規(guī)的規(guī)定。（三）與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系，以及存在的差異及理由；目前國內(nèi)還沒有光伏用鉛酸蓄電池的專用標(biāo)準(zhǔn)，主要參照的是YD/T799-2002通信用閥控密封鉛酸蓄電池，該標(biāo)準(zhǔn)池的檢測要求是與通信系統(tǒng)的使用特點(diǎn)相關(guān)的，用于評(píng)價(jià)光伏系統(tǒng)鉛酸蓄電池存在兩個(gè)明顯缺陷：1 壽命試驗(yàn)方法不適用YD/T799壽命試驗(yàn)的檢測有兩種方法，一種是過充電壽命，是檢測在過充電狀態(tài)下的板柵腐蝕速度；另一種是高溫加速浮充壽命，是檢測電池在55條件下的壽命，也是對(duì)電池板柵的一種耐腐蝕性的檢測，這是對(duì)

4、典型的備用狀態(tài)的檢測方法，對(duì)于光伏用的蓄電池并不適用。2 缺少充電效率試驗(yàn)光伏系統(tǒng)中的蓄電池在應(yīng)用過程中常常遇到欠充電和過充電的情況，因此，蓄電池的充電效率（即在欠充電狀態(tài)下的充電恢復(fù)能力和過充電狀態(tài)下的耐過充電能力）是非常重要的，而YD/T799中并沒有對(duì)此進(jìn)行要求。因此，參照了國際光伏認(rèn)證體制（PVGAP ）頒布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)太陽光伏能源系統(tǒng)用鉛酸蓄電池技術(shù)條件（PVRS5A Lead-acid batteries for solar photovoltaic energy systems-General requirements and methods of test for modifie

5、d automotive batteries ），該認(rèn)證技術(shù)規(guī)范彌補(bǔ)了YD/T799存在的不足。首先，切合光伏用蓄電池的使用特點(diǎn)，即小電流循環(huán)且常處于欠電狀態(tài)，規(guī)定了循環(huán)耐久試驗(yàn)（壽命試驗(yàn)）的試驗(yàn)方法和判定準(zhǔn)則，另外，規(guī)定了充電效率試驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目，用以測量蓄電池在不同荷電水平下蓄電池的效率。（四）參與制定認(rèn)證技術(shù)規(guī)范的各方的情況；標(biāo)準(zhǔn)起草小組的成員單位介紹如下：1. 北京鑒衡認(rèn)證中心是經(jīng)國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)批準(zhǔn)，由中國計(jì)量科學(xué)研究院組建，專業(yè)從事新能源和可再生能源產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)研究的第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)。目前中心開展的主要認(rèn)證產(chǎn)品包括：太陽能光伏產(chǎn)品、太陽能熱水器和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備等產(chǎn)品。2. 山東圣陽電

6、源實(shí)業(yè)有限公司山東圣陽電源實(shí)業(yè)有限公司是國內(nèi)最早集研制、開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營于一體的專業(yè)生產(chǎn)閥控式密封鉛酸蓄電池系列產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)，是中國電工器材協(xié)會(huì)鉛酸蓄電池專業(yè)分會(huì)會(huì)員，中國電源學(xué)會(huì)會(huì)員，信息產(chǎn)業(yè)部通訊電源情報(bào)網(wǎng)成員、中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)會(huì)員。公司現(xiàn)有年生產(chǎn)能力為120萬KVAh 。3. 信息產(chǎn)業(yè)部化學(xué)物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心信息產(chǎn)業(yè)部化學(xué)物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心是掛靠在中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所的部署行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，業(yè)務(wù)上接受信息產(chǎn)業(yè)部科技司領(lǐng)導(dǎo)。該實(shí)驗(yàn)室是國家“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池測試評(píng)估機(jī)構(gòu)，是鐵道部指定蓄電池檢驗(yàn)單位，是世界四個(gè)具有光伏計(jì)量基準(zhǔn)標(biāo)定資

7、格的實(shí)驗(yàn)室之一。4. 信息產(chǎn)業(yè)部郵電工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心是信息產(chǎn)業(yè)部直屬的通信產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，不僅承擔(dān)通信產(chǎn)品的質(zhì)量認(rèn)證、進(jìn)網(wǎng)檢驗(yàn)工作，同時(shí)也承擔(dān)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局下達(dá)的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)和質(zhì)量抽查任務(wù)。另外，強(qiáng)調(diào)一下PVGAP 這個(gè)組織。PVGAP 是一個(gè)非盈利性的、知名的、權(quán)威國際光伏認(rèn)證組織，其主要致力于促進(jìn)光伏行業(yè)健康發(fā)展。該組織匯集了國際上的光伏專家組成技術(shù)委員會(huì)，制定了大量的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，目前已頒布了14個(gè)推薦性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容包括：光伏系統(tǒng)、平衡部件（控制器、逆變器和蓄電池）、光伏組件，這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)部分已被國際電工委員會(huì)電工產(chǎn)品合格測試與認(rèn)證組織（IECEE ）所采用。另外，P

8、VGAP 得到了世界銀行的支持，認(rèn)證結(jié)果被世行所認(rèn)可。（五）制定原則、確定主要內(nèi)容的依據(jù)和驗(yàn)證情況；標(biāo)準(zhǔn)起草小組在制定此認(rèn)證技術(shù)規(guī)范的原則是光伏用蓄電池的應(yīng)用特點(diǎn)，全面評(píng)價(jià)產(chǎn)品的使用性能和安全要求，主要技術(shù)內(nèi)容參考了PVGAP 的PVRS5A ，并在2007年4月，按照此標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)5個(gè)新加坡地區(qū)的光伏系統(tǒng)用鉛酸蓄電池進(jìn)行了檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PVRS5A 中的“循環(huán)耐久試驗(yàn)”試驗(yàn)方法和條件存在一定問題，原因是：PVRS5A 要求的放電方式是以0.1C 放電至1.80V/單體，屬于100%的DOD 循環(huán)，對(duì)于鉛酸電池來說，這種放電方式需要較長時(shí)間的充電，方可保證電池具有良好的循環(huán)性能；但PVGAP

9、的充電方式是以0.1限流14.5V 恒壓，電池到達(dá)14.5V 后保持充電30min ，充電結(jié)束。這種方式充電時(shí)間太短，電池會(huì)長時(shí)間處于嚴(yán)重的充電不足狀態(tài)，造成電池容量快速衰減，失去了循環(huán)測試的意義。因此，標(biāo)準(zhǔn)起草小組主要對(duì)此問題進(jìn)行了攻關(guān)，最后對(duì)原試驗(yàn)項(xiàng)目中的放電電流、荷電水平和循環(huán)次數(shù)進(jìn)行了修改，依據(jù)的原則如下： 1.在新標(biāo)準(zhǔn)中采用0.2C 放電，而不是采用鉛酸電池常用的0.1C ，這是參考了歐洲光伏使用的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。如下圖所示： 圖中class 4是帶有柴油機(jī)組或者其他動(dòng)力裝臵的光伏蓄電池的充放電統(tǒng)計(jì)結(jié)果，最大放電和充電電流在1.52.0I 10之間，所以起草下組在修改意見中采用了0.2C(

10、2.0I10 作為放電電流，這是考慮到光伏電池的實(shí)際應(yīng)用情況。2. 起草小組將循環(huán)SOC 定在95%的原因，也是考慮到光伏蓄電池通常不是滿電態(tài)使用，小組認(rèn)為95SOC 對(duì)于深循環(huán)電池是正常使用狀態(tài)，但是保留了SOC 為100%的設(shè)臵以便于其他非深循環(huán)電池選用。4. 循環(huán)次數(shù)設(shè)臵為55-60次的原因，通常認(rèn)為一次完整循環(huán)大致相當(dāng)于15-20次淺循環(huán)，而光伏蓄電池大部分使用都是淺循環(huán)，55-60次完整循環(huán)大致相當(dāng)于1000次左右的淺循環(huán)，接近VRLA 的淺循環(huán)壽命。該修改意見經(jīng)過國內(nèi)專家討論后決定采用，標(biāo)準(zhǔn)起草小組還將此意見上報(bào)道PVGAP ，經(jīng)過其專家組的討論，修改意見已被接受。此舉使得制定此認(rèn)

11、證技術(shù)規(guī)范的積極作用不僅局限在我國，在世界范圍內(nèi)也起到了積極的影響。（六）標(biāo)準(zhǔn)制定過程；2007年4月初，鑒衡認(rèn)證中心組建了光伏蓄電池的起草小組，并召開了第一次會(huì)議，討論了本標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容和定位問題，制定了工作計(jì)劃，同時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)起草組各成員的工作進(jìn)行了分工；2007年4月23日，標(biāo)準(zhǔn)起草小組完成草稿，并對(duì)一家新加坡公司的五個(gè)樣品按照草稿進(jìn)行了驗(yàn)證檢測，項(xiàng)目完成后，起草小組認(rèn)為原標(biāo)準(zhǔn)中第17章“循環(huán)耐久試驗(yàn)”方法和判定條件顯然不適合，需要重新協(xié)調(diào)，進(jìn)行集體攻關(guān)。2007年5月31日，標(biāo)準(zhǔn)小組邀請(qǐng)有關(guān)專家對(duì)4種循環(huán)耐久試驗(yàn)的替代方法進(jìn)行討論，4種方法如下：1. 北京鑒衡認(rèn)證中心提出：“放電：以 0.

12、3C 放電至 1.60V/ 單體； 充電：以 0.3C 限流 2.35V/ 單體恒壓充電6 h ； 結(jié)束條件：每30次進(jìn)行一次容量檢查，檢測前對(duì)電池進(jìn)行完全充電，容量低于額定值的80為終止 ；合格次數(shù)：120 次?！?. 山東圣陽電源實(shí)業(yè)有限公司提出：“放電：以0.1C 放電至1.80V/單體；充電：以0.15C 限流2.35V/單體恒壓充電10h ；結(jié)束條件：放電時(shí)間低于5h ；合格次數(shù)：100次?！?. 信息產(chǎn)業(yè)部郵電工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心提出： “1h 率容量合格的電 池在55 ºC±2 ºC環(huán)境中以浮充電壓連續(xù)充電42d。42d 后取出放置24h，在25

13、 ºC±2 ºC 環(huán)境中作1h 率放電。作2個(gè)循環(huán)以后其容量低于9598的容量， 可以認(rèn)為電池質(zhì)量有問題?！?4. 信息產(chǎn)業(yè)部化學(xué)物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心提出：“對(duì)電池進(jìn)行恒 流（廠家推薦充電電流）恒壓（14.4V）充電，電壓達(dá)到 14.4V 之后，恒壓充電 12 小時(shí)。此時(shí)，電池為完全充電。電池再以 0.2C 放電到 10.8V（SOC=0%），擱 置 1 小時(shí)后，電池再次（廠家推薦充電電流）恒壓（14.4V）充電，直到充電容 量等于上一步驟的放電容量（此時(shí)，SOC100）。連續(xù)記錄充電電流，根據(jù)電 流和充電容量計(jì)算 SOC。做出充電電流-SOC 曲線；確定充電方法,首先確定 SOC， （通常我們?cè)O(shè)定在 SOC=95%，也可以設(shè)定 100），在充電電流SOC 曲線上讀 取 95SOC （或者 100SOC） 對(duì)應(yīng)的充電電流值， 然后充電方法就確定為恒流 （廠 家提供），恒壓 14.4V，直到電流小于上面得到的那個(gè)電流值為止；按上面方法 充電，然后以 0.2C 放電到 10.8V，不斷重復(fù)，進(jìn)行 55-60 個(gè)循環(huán)測試；判定： 循環(huán)試驗(yàn)后，蓄電池容量衰減不得超過 30%?！?會(huì)上有關(guān)專家經(jīng)過討論后認(rèn)為，新制定的試驗(yàn)條件