Thuộc tính
Nội dung
Tiếng Anh (English)
Văn bản gốc/PDF
Lược đồ
Liên quan hiệu lực
Liên quan nội dung
Thuộc tính
Tải về
Các bản dự thảo

Đang tải văn bản...

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6783:2000 về ngăn và bình acqui dùng cho hệ thống năng lượng quang điện

Số hiệu:	TCVN6783:2000	Loại văn bản:	Tiêu chuẩn Việt Nam
Nơi ban hành:	***	Người ký:	***
Ngày ban hành:	Năm 2000	Ngày hiệu lực:
ICS:	29.220	Tình trạng:	Đã biết

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 6783 : 2000

NGĂN VÀ BÌNH ACQUI DÙNG CHO HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG QUANG ĐIỆN – YÊU CẦU CHUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM

Secondary cells and batteries for solar photovoltaic energy systems – General requirements and methods of test

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra những thông tin chung có liên quan đến yêu cầu của bình acqui dùng trong hệ năng lượng quang điện và đến phương pháp thử nghiệm điển hình dùng để kiểm tra xác nhận tính năng của bình acqui.

Tiêu chuẩn này không đề cập đến thông tin đặc biệt liên quan đến cỡ bình, phương pháp nạp hay thiết kế hệ quang điện.

Chú thích – Tiêu chuẩn này áp dụng cho các ngăn và bình acqui chì-axít, niken-cadmi. Dự tính sẽ bổ sung vào tiêu chuẩn này các hệ hóa-điện khác khi chúng được sử dụng rộng rãi.

2. Tiêu chuẩn trích dẫn

...

Bạn phải đăng nhập hoặc đăng ký Thành Viên TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.

Mọi chi tiết xin liên hệ: ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66

IEC 60051-2 Thiết bị đo điện kỹ thuật tương tự chỉ thị trực tiếp và các phụ kiện. Phần 2: Yêu cầu đặc biệt đối với ampe mét và vôn mét

IEC 60359 Mô tả tính năng của thiết bị đo điện và điện tử

IEC 60485 Vôn mét đo điện một chiều loại điện tử kỹ thuật số và bộ chuyển đổi tương tự - số loại điện tử

IEC 60622 Ngăn acqui đơn có thể nạp lại niken-cadmi không thoát khí

IEC 60623 Ngăn acqui đơn có thể nạp lại niken-cadmi có thoát khí

IEC 60721-1 Phân loại điều kiện môi trường. Phần 1: Tham số môi trường và mức khắc nghiệt của chúng

IEC 60896-1 Bình acqui axít-chì tĩnh – Yêu cầu chung và phương pháp thử nghiệm. Phần 1: Kiểu thoát khí

IEC 60896-2 Bình acqui axít-chì tĩnh – Yêu cầu chung và phương pháp thử nghiệm. Phần 2: Kiểu có van điều chỉnh

IEC 60056-1 Ngăn và bình acqui chì-axít xách tay (kiểu có van điều chỉnh). Phần 1: Yêu cầu chung, đặc tính chức năng – Phương pháp thử nghiệm

...

3. Định nghĩa

Với mục đích của tiêu chuẩn này, ngoài các định nghĩa và thuật ngữ dùng cho ngăn và bình acqui được cho trong tiêu chuẩn IEC 60050 (486), dùng cho hệ thống máy phát quang điện nêu trong IEC 61836, còn áp dụng các định nghĩa sau.

3.1. Chu kỳ làm việc

Trình tự các điều kiện làm việc mà ngăn và bình acqui phải chịu. Các điều kiện bao gồm các yếu tố như tốc độ, điều kiện nạp, phóng, mức phóng, số lượng và kiểu chu kỳ, nhiệt độ và khoảng thời gian giữ hở mạch.

3.2. Dung lượng theo chu kỳ làm việc

Dung lượng của ngăn hoặc bình acqui được yêu cầu để thỏa mãn yêu cầu chu kỳ làm việc.

4. Điều kiện sử dụng

Điều này quy định điều kiện làm việc thông qua kinh nghiệm sử dụng các bình acqui trong các ứng dụng năng lượng mặt trời. Sử dụng “bình thường” có thể không liên quan đến các ngăn và bình acqui.

4.1. Hệ thống quang điện

...

4.2. Ngăn và bình acqui

Ngăn và bình acqui sử dụng trong hệ quang điện có các loại sau:

- có thoát khí;

- có van điều chỉnh;

- không thoát khí (chỉ đối với loại niken-cadmi).

Ngăn và bình acqui thường có thể chia thành các trạng thái sau:

- phóng và cạn (chỉ ở bình acqui niken-cadmi):

- nạp và đầy;

- nạp khô và không đầy (chỉ ở bình acqui chì-axít);

...

Nhà cung cấp bình acqui phải cho chỉ dẫn cách đưa bình acqui vào sử dụng.

4.3. Điều kiện làm việc chung

Bình acqui hệ quang điện điển hình làm việc dưới điều kiện thời tiết tại vị trí trung bình có thể phải chịu các điều kiện được mô tả dưới đây:

4.3.1. Thời gian tự hành

Bình acqui được thiết kế để cung cấp năng lượng ở các điều kiện quy định trong thời gian từ 3 đến 15 ngày có hoặc không có bức xạ mặt trời thấp nhất. Một số hệ thống, thời gian này có thể ít hoặc nhiều hơn.

Chú thích – Khi có yêu cầu tính dung lượng bình acqui, phải quan tâm đến các điểm dưới đây:

- chu kỳ theo ngày / mùa (có thể có sự hạn chế mức phóng lớn nhất)

- thời gian cần thiết để lắp đặt vào vị trí;

- lão hóa;

...

- khả năng mở rộng tải.

4.3.2. Dòng phóng và nạp điển hình

Dòng nạp được sinh ra bởi máy phát quang điện:

a) dòng nạp lớn nhất: I₂₀ = C₂₀/20 h;

b) dòng nạp trung bình: I₅₀ = C₅₀/50 h.

Dòng phóng được xác định bởi tải:

dòng phóng trung bình: I₁₂₀ = C₁₂₀/120 h;

Tùy thuộc vào thiết kế của hệ thống, ví dụ trong các hệ lai, dòng nạp và phóng có thể thay đổi trong dải rộng hơn.

4.3.3. Chu kỳ theo ngày

...

a) nạp ban ngày;

b) phóng ban đêm.

Phóng theo chu kỳ ngày điển hình có thể từ 2% đến 20% dung lượng bình acqui.

4.3.4. Chu kỳ theo mùa

Bình acqui được đặt vào chu kỳ theo mùa của trạng thái nạp do thay đổi điều kiện nạp trung bình như sau:

- thời kỳ bức xạ mặt trời thấp, ví dụ trong mùa đông, tạo ra lượng năng lượng thấp. Trạng thái nạp của bình acqui (với dung lượng có sẵn) có thể giảm còn 20% dung lượng danh định;

- thời kỳ bức xạ mặt trời cao, ví dụ trong mùa hè, làm cho bình acqui thường xuyên đạt tính trạng nạp đầy. Bình acqui có thể bị nạp quá.

4.3.5. Thời kỳ có trạng thái nạp cao

Ví dụ trong mùa hè, bình acqui làm việc ở trạng thái nạp (SOC) cao, hầu hết đạt 80% đến 100% dung lượng danh định.

...

Chú thích – Trong hệ thống quang điện có “tự điều chỉnh”, điện áp acqui không bị hạn chế bởi bộ điều khiển nạp mà bởi các đặc tính của máy phát quang điện.

Người thiết kế hệ thống thường chọn điện áp bình acqui lớn nhất có chú ý đến các yêu cầu trái ngược là “phục hồi đến trạng thái nạp (SOC) lớn nhất “theo mùa nạp càng nhanh càng tốt nhưng không để xảy ra nạp quá. Việc nạp quá làm tăng lượng khí sinh ra dẫn đến tiêu hao nước trong ngăn acqui qua lỗ thông khí. Trong ngăn acqui axít-chì có van điều chỉnh, việc nạp quá cũng làm tăng lượng khí sinh ra và sinh nhiệt.

Thông thường điện áp ngăn acqui lớn nhất được giới hạn ở 2,4 V / ngăn đối với bình acqui axít-chì và 1,55 V / ngăn đối với bình acqui niken-cadmi. Một số bộ điều chỉnh cho phép điện áp bình vượt quá giá trị này trong thời gian ngăn như nạp cân bằng hay nạp nhanh. Phải bù nhiệt nếu nhiệt độ làm việc của bình lệch đáng kể so với 20°C. Phải hỏi ý kiến nhà chế tạo các giá trị đặc biệt này.

Tuổi thọ mong muốn của bình acqui trong hệ thống quang điện ngay cả khi ở trạng thái nạp cao đều đặn vẫn có thể thấp hơn tuổi thọ được công bố của bình acqui sử dụng chế độ nạp liên tục.

4.3.6. Thời kỳ ở trạng thái nạp thấp kéo dài

Trong thời kỳ bức xạ mặt trời thấp, năng lượng được tạo ra bởi phin mặt trời có thể không đủ để nạp lại cho bình acqui. Trạng thái nạp bình acqui giảm và chu kỳ nạp diễn ra ở trạng thái nạp thấp. Bức xạ mặt trời thấp trên pin mặt trời có thể do vị trí địa lý kết hợp với thời kỳ mùa đông, nhiều mây, mưa hoặc do bụi tích tụ.

4.3.7. Đóng cặn chất điện phân

Đóng cặn chất điện phân có thể xảy ra ở bình acqui axít-chì. Ở bình axít-chì có thoát khí có thể tránh đóng cặn chất điện phân bằng cách lắc chất điện phân hoặc nạp quá định kỳ trong khi sử dụng, còn trong bình acqui VRLA thì bằng cách sử dụng chúng theo chỉ dẫn của nhà chế tạo.

4.3.8. Vận chuyển

...

Vì thế bình acqui có thể phải chịu độ gồ ghề khi di chuyển đến nơi lắp đặt mà thông thường không thích hợp với cách lắp đặt bình theo cách truyền thống. Phải đóng gói phù hợp để bảo vệ bình khi vận chuyển.

4.3.9. Bảo quản

Nên quan tâm đến đề nghị của nhà chế tạo về bảo quản. Trong trường hợp không có những thông tin này, các điều kiện khí hậu điển hình được chỉ ra ở trong bảng 1.

Bảng 1 – Giá trị giới hạn đối với các điều kiện bảo quản bình acqui đối với các ứng dụng năng lượng mặt trời

Loại bình acqui

Dải nhiệt độ

Độ ẩm

Thời gian bảo quản acqui

Có chất điện phân

...

Axít-chì

- 20^oC đến 40^oC

< 95%

Đến 6 tháng

1 – 2 năm (nạp khô)

Niken-cadmi

- 40^oC đến 50^oC

< 95%

Đến 6 tháng

...

Bình acqui đã được đổ đầy và nạp, yêu cầu phải nạp lại định kỳ. Nhà chế tạo hướng dẫn phương pháp và thời gian nạp lại.

Tổn hao dung lượng của bình có thể xuất phát từ việc phơi bình ở nhiệt độ và độ ẩm cao trong thời gian bảo quản.

Chú thích – Bình acqui được bảo quản trong thùng chứa dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp, nhiệt độ có thể lên đến 60°C hoặc cao hơn. Do đó, phải chọn vị trí có mái che được làm mát để tránh nguy hiểm.

4.3.10. Nhiệt độ làm việc

Dải nhiệt độ trong quá trình làm việc của bình acqui ở vị trí lắp đặt là yếu tố quan trọng đối với việc lựa chọn bình và chọn tuổi thọ mong muốn của bình. Xem IEC 60721-1 để xác định các điều kiện khí hậu.

Bảng 2 – Giá trị giới hạn đối với các điều kiện làm việc của bình acqui trong các ứng dụng năng lượng mặt trời

Loại bình acqui

Dải nhiệt độ

Độ ẩm

...

- 20^oC đến 40^oC

< 95%

Niken-cadmi

- 40^oC đến 50^oC

< 95%

Chú thích 1 – Phải hỏi nhà chế tạo đối với nhiệt độ ngoài dải này. Thông thường, tuổi thọ mong muốn của bình acqui axít-chì giảm một nửa khi nhiệt độ làm việc cao hơn 10^oC so với mức mà nhà chế tạo quy định. Nhiệt độ làm việc cũng có ảnh hưởng nào đó đến bình acqui niken-cadmi.

Chú thích 2 – Nhiệt độ thấp làm giảm tính năng và dung lượng phóng của bình acqui. Hỏi nhà chế tạo để biết thêm chi tiết.

4.3.11. Bảo vệ vật lý

Bảo vệ vật lý được dùng để chống lại các hậu quả bất lợi do vị trí lắp đặt, ví dụ chống các ảnh hưởng sau:

...

- phơi trực tiếp ngoài nắng (bức xạ tia cực tím);

- bụi bẩn và cát trong không khí;

- nơi khí quyển dễ xảy ra nổ;

- độ ẩm cao và ngập nước;

- động đất;

- sốc và rung (đặc biệt khi vận chuyển)

5. Dung lượng

Đặc trưng chính của ngăn hoặc bình acqui là khả năng tích trữ năng lượng điện. Dung lượng tích trữ này được biểu thị bằng ampe-giờ (Ah) và thay đổi theo điều kiện sử dụng (nhiệt độ chất điện phân, dòng phóng và điện áp cuối).

Thông thường nhà chế tạo bình acqui chì-axít, niken-cadmi đưa ra dung lượng danh định cho thời gian phóng tương ứng là 10 h hoặc 5 h. Dung lượng đối với thời gian phóng là 240h hoặc 120h cũng được nhà chế tạo đưa ra vì lượng thời gian này thường được sử dụng trong các ứng dụng quang điện.

...

Dung lượng

Dòng

Thời gian phóng

Điện áp cuối

...

Vôn/ngăn

Niken-cadmi

Vôn/ngăn

C₂₄₀

I₂₄₀

240

1,90

1,00

C₁₂₀

...

120

1,85

1,00

C₁₀

I₁₀

1,80

1,00

C₅

...

1,75

1,00

6. Độ bền theo chu kỳ

Độ bền theo chu kỳ là khả năng chịu đựng của bình acqui với quá trình nạp và phóng lặp lại.

Thông thường, độ bền chu kỳ được nêu cho các chu kỳ có mức phóng cố định và được nạp đầy trong mỗi chu kỳ. Thông thường, các bình acqui được đặc trưng bởi số chu kỳ mà chúng đạt được trước khi dung lượng của chúng bị giảm đến giá trị quy định trong tiêu chuẩn liên quan.

Thử nghiệm chu kỳ được quy định trong:

- IEC 60896-1 cho bình acqui axít-chì đặt tĩnh tại (kiểu thoát khí);

- IEC 60896-2 cho bình acqui axít-chì đặt tĩnh tại (có van điều chỉnh);

...

- IEC 60622 cho bình acqui niken-cadmi không thoát khí;

- IEC 60623 cho bình acqui niken-cadmi có thoát khí.

Trong các ứng dụng quang điện, bình acqui được phơi ở số lượng lớn các chu kỳ cạn nhưng ở trạng thái nạp thay đổi. Vì thế, ngăn hoặc bình acqui phải phù hợp với các yêu cầu thử nghiệm như quy định ở điều 15, là một mô phỏng cho hoạt động của hệ thống quang điện. Nhà chế tạo phải quy định số chu kỳ mà ngăn hoặc bình có thể đạt tới trước khi dung lượng giảm đến 80% dung lượng danh định khi được thử nghiệm theo điều 14.

7. Điều khiển nạp

Việc nạp quá không làm tăng năng lượng cất giữ trong bình acqui. Thay vào đó, nạp quá lại ảnh hưởng đến lượng nước tiêu thụ trong bình acqui có thông khí, do đó ảnh hưởng đến thời gian phục vụ. Ngoài ra, với loại bình acqui chì-axít có van điều khiển, nạp quá làm khô bình dẫn đến làm quá nhiệt hoặc làm giảm dung lượng của bình.

Có thể khống chế được nạp quá bằng các bộ điều khiển nạp thích hợp.

Các tham số của bộ điều khiển phải tính đến ảnh hưởng của thiết kế máy phát quang điện, tải, nhiệt độ và các giá trị giới hạn của acqui như yêu cầu của nhà chế tạo.

Bình acqui chì-axít có thoát khí hoặc acqui niken-cadmi phải có đủ chất điện phân ở ít nhất là các lần kiểm tra vận hành theo kế hoạch. Nạp quá trong bình acqui chì-axít có van điều chỉnh phải được điều khiển cẩn thận để đạt được tuổi thọ tối ưu.

Lượng nước tiêu thụ phải được đo trong thử nghiệm chu kỳ (xem 15.5) và có thể được sử dụng cùng với các thông tin về thiết kế hệ thống để ước lượng khoảng thời gian phục vụ.

...

Bảo toàn nạp là khả năng của bình acqui duy trì được dung lượng trong thời kỳ không nạp, tức là khi không nối với hệ thống, trong quá trình vận chuyển hoặc cất giữ. Bình acqui trong các ứng dụng năng lượng mặt trời phải có khả năng duy trì nạp cao. Duy trì nạp phải được nhà chế tạo công bố và phải phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn bình acqui liên quan.

Chú thích – Bảo toàn nạp có thể ảnh hưởng đến thời gian bảo quản và thời gian tự hành.

9. Hiệu suất nạp

Hiệu suất nạp là tỷ số giữa lượng điện được phóng ra trong thời kỳ phóng của ngăn hoặc bình và lượng điện cần thiết để lại trạng thái nạp ban đầu ở điều kiện quy định (xem IEV 486-03-09).

Chú thích – Lượng điện được biểu thị bằng ampe-giờ (Ah).

Bảng 4 dưới đây nêu hiệu suất nạp của bình acqui khi không có sẵn dữ liệu từ nhà chế tạo.

Bảng 4 – Hiệu suất-Ah của bình acqui trong các trạng thái nạp khác nhau ở 20^oC và độ sâu chu kỳ nhỏ hơn 20% dung lượng danh định

Trạng thái nạp (SOC)

Hiệu suất ngăn acqui axít-chì

...

90%

> 85%

> 80%

75%

> 90%

< 50%

> 95%

...

Bình acqui chì-axít phải được bảo vệ chống phóng quá để tránh tổn hao dung lượng do sunphát hóa không thuận nghịch. Điều này có thể thực hiện được bằng cách ngắt điện áp thấp khi mức phóng lớn nhất của bình acqui theo thiết kế bị vượt quá (đối với điện áp cuối, xem bảng 3).

Bình acqui niken-cadmi thông thường không đòi hỏi kiểu bảo vệ này.

11. Độ bền cơ

Bình acqui trong ứng dụng mặt trời phải được thiết kế chịu được các ứng suất cơ trong quá trình vận chuyển và mang vác. Trong các điều kiện khác thường, yêu cầu phải công suất danh định bảo vệ và đóng gói bổ sung.

Khi mang vác, quan tâm đặc biệt đến các bình không được đóng gói. Phải chú ý đến chỉ dẫn của nhà chế tạo.

Trong trường hợp có yêu cầu đặc biệt liên quan đến ứng suất cơ như động đất, sốc, rung thì phải được quy định riêng hoặc tham khảo các tiêu chuẩn sản phẩm liên quan.

12. Độ chính xác của thiết bị đo

Khi thử nghiệm bình acqui, phải áp dụng các tham số và độ chính xác trong bảng 5.

Bảng 5 – Độ chính xác của thiết bị đo

...

Độ chính xác

Điện áp

± 1%

Dòng điện

± 1%

Nhiệt độ

±2^oC

Tỷ trọng chất điện phân (chỉ với bình có thoát khí)

±0,005 kg/l

...

±0,1%

Độ chính xác của thiết bị đo khi thử nghiệm phải phù hợp với các tiêu chuẩn IEC liên quan:

- IEC 60051-2 và 60485 cho phép đo điện áp;

- IEC 60051-2 và 60359 cho phép đo dòng điện.

13. Chuẩn bị và bảo trì mẫu thử nghiệm

Mẫu thử nghiệm phải được chuẩn bị theo thủ tục được ban hành trong các tiêu chuẩn sau:

- IEC 60896-1 cho bình chì-axít đặt tĩnh tại (kiểu thoát khí);

- IEC 60896-2 cho bình acqui axít-chì đặt tĩnh tại (có van điều chỉnh);

- IEC 61056-1 cho bình acqui axít-chì di động (có van điều chỉnh);

...

- IEC 60623 cho bình acqui niken-cadmi có thoát khí.

Mẫu thử nghiệm phải được đặt phù hợp với chỉ dẫn của nhà chế tạo. Bất cứ điều kiện đặc biệt nào ảnh hưởng đến hoạt động của bình ở vị trí đặt đều cần đưa vào thử nghiệm.

14. Thử nghiệm dung lượng

Mẫu thử nghiệm được đặt phù hợp với tiêu chuẩn có thể áp dụng theo điều 13. Thử nghiệm kiểm tra dung lượng phải được thực hiện ở hai tốc độ phóng, tốc độ 120 h và 5 h hoặc 120 h và 10 h. Thử nghiệm phóng phải được thực hiện theo các điều kiện liên quan trong các tiêu chuẩn IEC được kê trong điều 13. Dung lượng mỗi ngăn hay một khối acqui phải không nhỏ hơn giá trị được cung cấp bởi nhà chế tạo.

15. Thử nghiệm độ bền chu kỳ

Thử nghiệm độ bền chu kỳ là mô phỏng nhanh hoạt động của bình acqui trong hệ thống quang điện mặt trời bằng cách cho các ngăn hoặc bình phải được chịu hai phần thử nghiệm như sau:

Mẫu thử phải được đặt theo các tiêu chuẩn có thể áp dụng trong điều 13 và đã trải qua thử nghiệm dung lượng trong điều 14.

Bắt đầu thử nghiệm với bình acqui được nạp đầy. Đặt bình ở nhiệt độ 40^oC ± 3^oC trong 16 h. Giữ bình ở nhiệt độ 40^oC ± 3^oC trong suốt thử nghiệm.

15.1. Giai đoạn A: chu kỳ phóng nạp ở trạng thái thấp

...

Để an toàn, khi điện áp cuối đạt 1,5 V đối với bình acqui chì-axít và 0,8 V đối với bình niken-cadmi thì ngừng phóng điện.

b) Nạp lại với dòng 1,03 I₁₀ A trong 3 h.

c) Phóng với dòng I₁₀ A trong 3 h.

d) Lặp lại bước b) và c) 49 lần. Nạp lại đến trạng thái đầy.

15.2. Giai đoạn B: chu kỳ phóng nạp ở trạng thái cao

a) Cho acqui phóng điện trong 2 h với dòng I = 1,25 I₁₀ A

b) Nạp lại trong 6 h với dòng I = I₁₀ A và điện áp lớn nhất 2,40 V/ngăn đối với bình axít-chì và 1,55V/ngăn đối với bình niken-cadmi nếu không có quy định nào khác của nhà chế tạo.

c) Lặp lại bước a) và b) 100 lần.

d) Đo dung lượng do phóng của bình acqui ở nhiệt độ 40^oC ± 3^oC với dòng I = I₁₀ A đến điện áp cuối 1,80 V/ngăn đối với bình axít-chì và 1,00 V/ngăn đối với bình niken-cadmi.

...

15.3. Điều kiện kết thúc thử nghiệm

a) Lặp lại các chu kỳ ở giai đoạn A và B rồi kết thúc thử nghiệm khi dung lượng thực được xác định ở 40^oC ± 3^oC nhỏ hơn 80% dung lượng danh định C₁₀.

b) Giá trị C_act đo được trong 15.2 d) phải được ghi lại và vẽ theo số chu kỳ theo thứ tự tăng dần trong 150 chu kỳ. Tổng số chu kỳ giai đoạn A và B được tính là 150.

15.4. Tiêu hao nước trong bình thoát khí

Trong thử nghiệm độ bền chu kỳ, các ngăn phải đổ đầy nước. Lượng nước thêm vào phải được đo và ghi lại.

15.5. Yêu cầu

Số chu kỳ đạt được khi hoàn thành thử nghiệm không được nhỏ hơn giá trị ấn định của nhà chế tạo.

16. Các thử nghiệm được khuyến cáo sử dụng

16.1. Thử nghiệm điển hình

...