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

1、僅供個人參考太陽光伏能源系統(tǒng)用鉛酸蓄電池認證技術規(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 生產國。我國政府對光伏發(fā)電的發(fā)展也較為重視，近幾年，陸續(xù)啟動了 “送電到 鄉(xiāng)” “光明工程”等項目，建立了大量的獨立光伏電站，解決了我國部分偏遠地 區(qū)用電難的問題。鉛酸蓄電池作為太陽能光伏系統(tǒng)中的關鍵部件，同時也得到了廣泛的應用。For personal use only in study and research; not for commercial use目前國內獨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

2、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上存在較多的差異，具體如下表：光伏用的鉛酸蓄電池通訊用的鉛酸蓄電池1每天循環(huán)：白天充電、晚上放電；備用為主，平時在市電正常時為浮充狀態(tài)；2陰雨天或光照/、足時,電池處于欠充電狀態(tài)；而光照充足時，可能處于過充電狀態(tài)；電池放電后的充電采用開關電源進 行，可以完全充電，充電電流及電 壓均穩(wěn)定；有精確的控制電池充電 過程的電源設備；3放電電流較小；放電深度人電池放電電流一般在0.05C0.25C ,比較大；電池的放 電深度一般為540% ;4環(huán)境溫度變化大：白天、黑夜、冬季、夏天，一般沒有溫度調節(jié)設施；環(huán)境溫度發(fā)化較小，一般室內啟空調裝置；

3、使用特點上的差異造成獨立光伏系統(tǒng)中的蓄電池頻繁失效，使用壽命大大低于設計壽命，運行成本也水漲船高，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)百個獨立光伏電站中最常見的問題之一。目前，許多國內蓄電池企業(yè)已經(jīng)意識到了該問題， 改進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，生產出了光伏系統(tǒng)專用鉛酸蓄電池，但是 由于國內還沒有相關的標準，無法對其進行質量性能方面的評價， 使該產品受到 了極大的限制，其生產和推廣不甚理想。因此，為了保證光伏系統(tǒng)專用鉛酸蓄電池的質量， 促進優(yōu)質光伏專用蓄電池 的應用，使我國的獨立光伏系統(tǒng)更好地為無電地區(qū)的人民服務，由北京鑒

4、衡認證中心牽頭，山東圣陽電源實業(yè)有限公司、信息產業(yè)部化學物理電源產品質量監(jiān)督 檢驗中心、信息產業(yè)部郵電工業(yè)產品質量監(jiān)督檢驗中心共同編寫了此認證技術規(guī) 范。（二）與相關法律法規(guī)的關系；本認證技術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)行標準的關系，以及存在的差異及理由；不得用于商業(yè)用途僅供個人參考目前國內還沒有光伏用鉛酸蓄電池的專用標準，主要參照的是YD/T799-2002通信用閥控密封鉛酸蓄電池，該標準池的檢測要求是與通信系統(tǒng)的使用特點相關的，用于評價光伏系統(tǒng)鉛酸蓄電池存在兩個明顯缺陷：1 壽命試驗方法不適用YD/T799 壽命試驗的檢測有兩種方法，一種是過充電壽命，是檢測在過充電狀態(tài)

5、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，也是對電池板柵的一種耐腐蝕性的檢測，這是對典型的備用狀態(tài)的檢測方法，對于光伏用的蓄電池并不適用。2 缺少充電效率試驗光伏系統(tǒng)中的蓄電池在應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 中并沒有對此進行要求。因此，參照了國際光伏認證體制（ PVGAP） 頒布的技術標準太陽光伏能源系統(tǒng)用鉛酸蓄電池技術條件（ PVRS5A Lead-acid batteries for solar photovoltaicenergy

6、 systems-Generalrequirements and methods of test for modified automotive batteries）， 該認證技術規(guī)范彌補了YD/T799 存在的不足。首先，切合光伏用蓄電池的使用特點，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（壽命試驗）的試驗方法和判定準則，另外，規(guī)定了充電效率試驗試驗項目，用以測量蓄電池在不同荷電水平下蓄電池的效率。（四）參與制定認證技術規(guī)范的各方的情況；標準起草小組的成員單位介紹如下：1. 北京鑒衡認證中心是經(jīng)國家認證認可監(jiān)督管理委員會批準，由中國計量科學研究院組建，專業(yè)從事新能源和可再生能源產品標

7、準研究的第三方認證機構。目前中心開展的主要認證產品包括：太陽能光伏產品、太陽能熱水器和風力發(fā)電設備等產品。2. 山東圣陽電源實業(yè)有限公司山東圣陽電源實業(yè)有限公司是國內最早集研制、開發(fā)、 生產、 經(jīng)營于一體的專業(yè)生產閥控式密封鉛酸蓄電池系列產品的高新技術企業(yè)，是中國電工器材協(xié)會鉛酸蓄電池專業(yè)分會會員，中國電源學會會員，信息產業(yè)部通訊電源情報網(wǎng)成員、中國通信標準化協(xié)會會員。公司現(xiàn)有年生產能力為120 萬 KVAh 。3. 信息產業(yè)部化學物理電源產品質量監(jiān)督檢驗中心信息產業(yè)部化學物理電源產品質量監(jiān)督檢驗中心是掛靠在中國電子科技集團公司第十八研究所的部署行業(yè)產品質量監(jiān)督檢驗中心，業(yè)務上接受信息產業(yè)部科

8、技司領導。該實驗室是國家“863”計劃電動汽車動力蓄電池測試評估機構，是鐵道部指定蓄電池檢驗單位，是世界四個具有光伏計量基準標定資格的實驗室之一。4. 信息產業(yè)部郵電工業(yè)產品質量監(jiān)督檢驗中心是信息產業(yè)部直屬的通信產品質量監(jiān)督檢驗機構，不僅承擔通信產品的質量認證、 進網(wǎng)檢驗工作，同時也承擔國家質量技術監(jiān)督局下達的產品質量監(jiān)督檢驗和質量抽查任務。另外，強調一下PVGAP 這個組織。PVGAP 是一個非盈利性的、知名的、權威國際光伏認證組織，其主要致力于促進光伏行業(yè)健康發(fā)展。該組織匯集了國際上的光伏專家組成技術委員會，制定了大量的技術標準，目前已頒布了14 個推薦性技術標準，內容包括：光伏系統(tǒng)、平衡

9、部件 （控制器、逆變器和蓄電池）、 不得用于商業(yè)用途僅供個人參考光伏組件，這些技術標準部分已被國際電工委員會電工產品合格測試與認證組織 (IECEE)所采用。另外，PVGAP得到了世界銀行的支持，認證結果被世行所認可。(五)制定原則、確定主要內容的依據(jù)和驗證情況；標準起草小組在制定此認證技術規(guī)范的原則是光伏用蓄電池的應用特點，全面評價產品的使用性能和安全要求，主要技術內容參考了PVGAP的PVRS5A,并在2007年4月，按照此標準要求，對5個新加坡地區(qū)的光伏系統(tǒng)用鉛酸蓄電池進行了檢測，結果發(fā)現(xiàn) PVRS5A中的“循環(huán)耐久試驗”試驗方法和條件存在 一定問題，原因是：PVRS5A要求的放電方式是

10、以0.1C放電至1.80V/單體，屬于100%的DOD循環(huán)，對于鉛酸電池來說，這種放電方式需要較長時間的充電，方可保證電池具有良好的循環(huán)性能；但 PVGAP的充電方式是以0.1限流14.5V包壓，電池到達14.5V后保持充電30min ,充電結束。這種方式充電時間太短， 電池會長時間處于嚴重的充電不足狀態(tài)，造成電池容量快速衰減，失去了循環(huán)測試的意義。因此，標準起草小組主要對此問題進行了攻關， 最后對原試驗項目中的放電 電流、荷電水平和循環(huán)次數(shù)進行了修改，依據(jù)的原則如下：1 .在新標準中采用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)計結果。如下圖所示：00&qu

11、ot;】一 umhnQ-0.510【一一cOJtnu Q5O 505 口 3。0505 2.t1().,-0*7*7-22.lL&-15mean cell voltage V圖中class 4是帶有柴油機組或者其他動力裝置的光伏蓄電池的充放電統(tǒng)計 結果，最大放電和充電電流在1.52.0I10之間，所以起草下組在修改意見中采 用了 0.2C(2.0I 10)作為放電電流，這是考慮到光伏電池的實際應用情況。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，小組認為95 % SOC對于深循環(huán)電池是正常使用狀態(tài)，但是保留了 SOC為100%的設置以便于其他非

12、深循環(huán)電池選用。4 .循環(huán)次數(shù)設置為55-60次的原因，通常認為一次完整循環(huán)大致相當于 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)過國內專家討論后決定采用，標準起草小組還將此意見上報道 PVGAP,經(jīng)過其專家組的討論，修改意見已被接受。此舉使得制定此認證技術 規(guī)范的積極作用不僅局限在我國，在世界范圍內也起到了積極的影響。（六）標準制定過程；2007年4月初，鑒衡認證中心組建了光伏蓄電池的起草小組，并召開了第 一次會議，討論了本標準的基本內容和定位問題， 制定了工作計劃，同時對標準 起草組

13、各成員的工作進行了分工；2007年4月23日，標準起草小組完成草稿，并對一家新加坡公司的五個樣品按照草稿進行了驗證檢測，項目完成后，起草小組認為原標準中第17章“循環(huán)耐久試驗”方法和判定條件顯然不適合，需要重新協(xié)調，進行集體攻關。2007年5月31日，標準小組邀請有關專家對4種循環(huán)耐久試驗的替代方法 進行討論，4種方法如下：1 .北京鑒衡認證中心提出：“放電：以0.3C放電至1.60V/單體；充電： 以0.3C限流2.35V/單體恒壓充電6 h ;結束條件：每30次進行一次容量 檢查，檢測前對電池進行完全充電，容量低于額定值的80 %為終止；合格次數(shù)： 120 次。”2 .山東圣陽電源實業(yè)有限

14、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;結束條件：放電時間低于5h ;合 格次數(shù)：100次?！? .信息產業(yè)部郵電工業(yè)產品質量監(jiān)督檢驗中心提出：“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 oC±2 oC環(huán)境中作1h率放電。作2個循環(huán)以后其容量低于9598 %的容量， 可以認為電池質量有問題?！? .信息產業(yè)部化學物理電源產品質量監(jiān)督檢驗中心提出：“對電池進行包流（廠家推薦充電電流）包壓（14.4V）充電，電壓達到14.4V之后，包壓充電不得

15、用于商業(yè)用途12小時。此時，電池為完全充電。電池再以 0.2C放電到10.8V （SOC=0% ）, 擱置1小時后，電池再次（廠家推薦充電電流）包壓（14.4V）充電，直到充電容量等于上一步驟的放電容量（此時，SOC = 100%）。連續(xù)記錄充電電流，根 據(jù)電流和充電容量計算SOC。做出充電電流-SOC曲線；確定充電方法，首先確定SOC,（通常我們設定在SOC=95% ,也可以設定100%）,在充電電流SOC曲線上讀取95%SOC （或者100%SOC）對應的充電電流值，然后充電方法就確定為恒流（廠家提供），包壓14.4V,直到電流小于上面得到的那個電流值為止；按上面方法充電，然后以 0.2C

16、放電到10.8V,不斷重復，進行55-60個循環(huán)測試；判定：循環(huán)試驗后，蓄電池容量衰減不得超過 30%?！睍嫌嘘P專家經(jīng)過討論后認為，新制定的試驗條件不應背離原標準的初衷，要體現(xiàn)“加速試驗”的特點，試驗循環(huán)次數(shù)應當不能與原標準要求差距過大。所 以，信息產業(yè)部化學物理電源產品質量監(jiān)督檢驗中心提出的檢測方法更加科學有效，會議決定采用該方法。2007年6月15日，起草小組對修改部分進行進一步完善后，形成征求意見 稿。2007年7月15日，起草小組完成了意見的收集，對征求意見稿進行部分文 字改動后，完成最終報批稿。北京鑒衡認證中心2007年7月僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Stu