Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6783:2000 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 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 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn đưa thơng tin chung có liên quan đến yêu cầu bình acqui dùng hệ lượng quang điện đến phương pháp thử nghiệm điển hình dùng để kiểm tra xác nhận tính bình acqui Tiêu chuẩn khơng đề cập đến thơng tin đặc biệt liên quan đến cỡ bình, phương pháp nạp hay thiết kế hệ quang điện Chú thích – Tiêu chuẩn áp dụng cho ngăn bình acqui chì-axít, niken-cadmi Dự tính bổ sung vào tiêu chuẩn hệ hóa-điện khác chúng sử dụng rộng rãi Tiêu chuẩn trích dẫn IEV 60050 (486) Từ ngữ kỹ thuật điện quốc tế (IEV) – Chương 486: Ngăn bình acqui IEC 60051-2 Thiết bị đo điện kỹ thuật tương tự thị trực tiếp phụ kiện Phần 2: Yêu cầu đặc biệt ampe mét vôn mét IEC 60359 Mơ tả tính thiết bị đo điện điện tử IEC 60485 Vôn mét đo điện chiều loại điện tử kỹ thuật số chuyển đổi tương tự - số loại điện tử IEC 60622 Ngăn acqui đơn nạp lại niken-cadmi khơng khí IEC 60623 Ngăn acqui đơn nạp lại niken-cadmi có khí IEC 60721-1 Phân loại điều kiện môi trường Phần 1: Tham số môi trường mức khắc nghiệt chúng IEC 60896-1 Bình acqui axít-chì tĩnh – Yêu cầu chung phương pháp thử nghiệm Phần 1: Kiểu khí IEC 60896-2 Bình acqui axít-chì tĩnh – Yêu cầu chung phương pháp thử nghiệm Phần 2: Kiểu có van điều chỉnh IEC 60056-1 Ngăn bình acqui chì-axít xách tay (kiểu có van điều chỉnh) Phần 1: Yêu cầu chung, đặc tính chức – Phương pháp thử nghiệm IEC/TR2 61836 Hệ lượng quang điện mặt trời – Thuật ngữ ký hiệu Định nghĩa Với mục đích tiêu chuẩn này, ngồi định nghĩa thuật ngữ dùng cho ngăn bình acqui cho tiêu chuẩn IEC 60050 (486), dùng cho hệ thống máy phát quang điện nêu IEC 61836, áp dụng định nghĩa sau 3.1 Chu kỳ làm việc Trình tự điều kiện làm việc mà ngăn bình acqui phải chịu Các điều kiện bao gồm yếu tố tốc độ, điều kiện nạp, phóng, mức phóng, số lượng kiểu chu kỳ, nhiệt độ khoảng thời gian giữ hở mạch 3.2 Dung lượng theo chu kỳ làm việc Dung lượng ngăn bình acqui yêu cầu để thỏa mãn yêu cầu chu kỳ làm việc Điều kiện sử dụng Điều quy định điều kiện làm việc thơng qua kinh nghiệm sử dụng bình acqui ứng dụng lượng mặt trời Sử dụng “bình thường” khơng liên quan đến ngăn bình acqui 4.1 Hệ thống quang điện Hệ thống quang điện có bình acqui đề cập tiêu chuẩn cung cấp lượng khơng đổi, thay đổi theo cấp cho thiết bị nối vào (tải) Nó gồm hệ thống mạng lai hay mạch lưới Các thiết bị bơm, tủ lạnh, hệ thống chiếu sang, hệ thống truyền thông, v.v… 4.2 Ngăn bình acqui Ngăn bình acqui sử dụng hệ quang điện có loại sau: - có khí; - có van điều chỉnh; - khơng khí (chỉ loại niken-cadmi) Ngăn bình acqui thường chia thành trạng thái sau: - phóng cạn (chỉ bình acqui niken-cadmi): - nạp đầy; - nạp khô không đầy (chỉ bình acqui chì-axít); - phóng đầy (chỉ bình acqui niken-cadmi) Nhà cung cấp bình acqui phải cho dẫn cách đưa bình acqui vào sử dụng 4.3 Điều kiện làm việc chung Bình acqui hệ quang điện điển hình làm việc điều kiện thời tiết vị trí trung bình phải chịu điều kiện mô tả đây: 4.3.1 Thời gian tự hành Bình acqui thiết kế để cung cấp lượng điều kiện quy định thời gian từ đến 15 ngày có khơng có xạ mặt trời thấp Một số hệ thống, thời gian nhiều Chú thích – Khi có u cầu tính dung lượng bình acqui, phải quan tâm đến điểm đây: - chu kỳ theo ngày / mùa (có thể có hạn chế mức phóng lớn nhất) - thời gian cần thiết để lắp đặt vào vị trí; - lão hóa; - ảnh hưởng nhiệt độ; - khả mở rộng tải 4.3.2 Dòng phóng nạp điển hình Dòng nạp sinh máy phát quang điện: a) dòng nạp lớn nhất: I20 = C20/20 h; b) dòng nạp trung bình: I50 = C50/50 h Dòng phóng xác định tải: dòng phóng trung bình: I120 = C120/120 h; Tùy thuộc vào thiết kế hệ thống, ví dụ hệ lai, dòng nạp phóng thay đổi dải rộng 4.3.3 Chu kỳ theo ngày Bình acqui phơi bình thường theo chu kỳ ngày với: a) nạp ban ngày; b) phóng ban đêm Phóng theo chu kỳ ngày điển hình từ 2% đến 20% dung lượng bình acqui 4.3.4 Chu kỳ theo mùa Bình acqui đặt vào chu kỳ theo mùa trạng thái nạp thay đổi điều kiện nạp trung bình sau: - thời kỳ xạ mặt trời thấp, ví dụ mùa đơng, tạo lượng lượng thấp Trạng thái nạp bình acqui (với dung lượng có sẵn) giảm 20% dung lượng danh định; - thời kỳ xạ mặt trời cao, ví dụ mùa hè, làm cho bình acqui thường xun đạt tính trạng nạp đầy Bình acqui bị nạp 4.3.5 Thời kỳ có trạng thái nạp cao Ví dụ mùa hè, bình acqui làm việc trạng thái nạp (SOC) cao, hầu hết đạt 80% đến 100% dung lượng danh định Thường sử dụng hệ thống điều chỉnh điện áp để hạn chế điện áp lớn bình acqui trình nạp lại Chú thích – Trong hệ thống quang điện có “tự điều chỉnh”, điện áp acqui khơng bị hạn chế điều khiển nạp mà đặc tính máy phát quang điện Người thiết kế hệ thống thường chọn điện áp bình acqui lớn có ý đến yêu cầu trái ngược “phục hồi đến trạng thái nạp (SOC) lớn “theo mùa nạp nhanh tốt không để xảy nạp Việc nạp làm tăng lượng khí sinh dẫn đến tiêu hao nước ngăn acqui qua lỗ thơng khí Trong ngăn acqui axít-chì có van điều chỉnh, việc nạp làm tăng lượng khí sinh sinh nhiệt Thông thường điện áp ngăn acqui lớn giới hạn 2,4 V / ngăn bình acqui axítchì 1,55 V / ngăn bình acqui niken-cadmi Một số điều chỉnh cho phép điện áp bình vượt giá trị thời gian ngăn nạp cân hay nạp nhanh Phải bù nhiệt nhiệt độ làm việc bình lệch đáng kể so với 20 C Phải hỏi ý kiến nhà chế tạo giá trị đặc biệt Tuổi thọ mong muốn bình acqui hệ thống quang điện trạng thái nạp cao đặn thấp tuổi thọ cơng bố bình acqui sử dụng chế độ nạp liên tục 4.3.6 Thời kỳ trạng thái nạp thấp kéo dài Trong thời kỳ xạ mặt trời thấp, lượng tạo phin mặt trời khơng đủ để nạp lại cho bình acqui Trạng thái nạp bình acqui giảm chu kỳ nạp diễn trạng thái nạp thấp Bức xạ mặt trời thấp pin mặt trời vị trí địa lý kết hợp với thời kỳ mùa đơng, nhiều mây, mưa bụi tích tụ 4.3.7 Đóng cặn chất điện phân Đóng cặn chất điện phân xảy bình acqui axít-chì Ở bình axít-chì có khí tránh đóng cặn chất điện phân cách lắc chất điện phân nạp q định kỳ sử dụng, bình acqui VRLA cách sử dụng chúng theo dẫn nhà chế tạo 4.3.8 Vận chuyển Bình acqui thường làm việc vị trí khó lui tới điển đỉnh núi nơi hoang vắng khơng có đường thích hợp đến Vì bình acqui phải chịu độ gồ ghề di chuyển đến nơi lắp đặt mà thông thường khơng thích hợp với cách lắp đặt bình theo cách truyền thống Phải đóng gói phù hợp để bảo vệ bình vận chuyển 4.3.9 Bảo quản Nên quan tâm đến đề nghị nhà chế tạo bảo quản Trong trường hợp khơng có thơng tin này, điều kiện khí hậu điển hình bảng Bảng – Giá trị giới hạn điều kiện bảo quản bình acqui ứng dụng lượng mặt trời Loại bình acqui Dải nhiệt độ Độ ẩm Thời gian bảo quản acqui Có chất điện phân Khơng có chất điện phân Axít-chì - 20oC đến 40oC < 95% Đến tháng – năm (nạp khô) Niken-cadmi - 40oC đến 50oC < 95% Đến tháng – năm (cạn nước) Bình acqui đổ đầy nạp, yêu cầu phải nạp lại định kỳ Nhà chế tạo hướng dẫn phương pháp thời gian nạp lại Tổn hao dung lượng bình xuất phát từ việc phơi bình nhiệt độ độ ẩm cao thời gian bảo quản Chú thích – Bình acqui bảo quản thùng chứa ánh sáng mặt trời trực tiếp, nhiệt độ lên đến 60 C cao Do đó, phải chọn vị trí có mái che làm mát để tránh nguy hiểm 4.3.10 Nhiệt độ làm việc Dải nhiệt độ trình làm việc bình acqui vị trí lắp đặt yếu tố quan trọng việc lựa chọn bình chọn tuổi thọ mong muốn bình Xem IEC 60721-1 để xác định điều kiện khí hậu Bảng – Giá trị giới hạn điều kiện làm việc bình acqui ứng dụng lượng mặt trời Loại bình acqui Axít-chì Niken-cadmi Dải nhiệt độ - 20oC đến 40oC o o - 40 C đến 50 C Độ ẩm < 95% < 95% Chú thích – Phải hỏi nhà chế tạo nhiệt độ ngồi dải Thơng thường, tuổi thọ mong muốn bình acqui axít-chì giảm nửa nhiệt độ làm việc cao 10 oC so với mức mà nhà chế tạo quy định Nhiệt độ làm việc có ảnh hưởng đến bình acqui niken-cadmi Chú thích – Nhiệt độ thấp làm giảm tính dung lượng phóng bình acqui Hỏi nhà chế tạo để biết thêm chi tiết 4.3.11 Bảo vệ vật lý Bảo vệ vật lý dùng để chống lại hậu bất lợi vị trí lắp đặt, ví dụ chống ảnh hưởng sau: - phân bố không cực biên nhiệt độ; - phơi trực tiếp nắng (bức xạ tia cực tím); - bụi bẩn cát khơng khí; - nơi khí dễ xảy nổ; - độ ẩm cao ngập nước; - động đất; - sốc rung (đặc biệt vận chuyển) Dung lượng Đặc trưng ngăn bình acqui khả tích trữ lượng điện Dung lượng tích trữ biểu thị ampe-giờ (Ah) thay đổi theo điều kiện sử dụng (nhiệt độ chất điện phân, dòng phóng điện áp cuối) Thơng thường nhà chế tạo bình acqui chì-axít, niken-cadmi đưa dung lượng danh định cho thời gian phóng tương ứng 10 h h Dung lượng thời gian phóng 240h 120h nhà chế tạo đưa lượng thời gian thường sử dụng ứng dụng quang điện Bảng – Dung lượng đặc trưng bình acqui ứng dụng lượng mặt trời Dung lượng Dòng Thời gian phóng Điện áp cuối Axít chì Niken-cadmi Vơn/ngăn Vơn/ngăn Ah A C240 I240 240 1,90 1,00 C120 I120 120 1,85 1,00 C10 I10 10 1,80 1,00 C5 I5 1,75 1,00 Độ bền theo chu kỳ Độ bền theo chu kỳ khả chịu đựng bình acqui với q trình nạp phóng lặp lại Thơng thường, độ bền chu kỳ nêu cho chu kỳ có mức phóng cố định nạp đầy chu kỳ Thơng thường, bình acqui đặc trưng số chu kỳ mà chúng đạt trước dung lượng chúng bị giảm đến giá trị quy định tiêu chuẩn liên quan Thử nghiệm chu kỳ quy định trong: - IEC 60896-1 cho bình acqui axít-chì đặt tĩnh (kiểu khí); - IEC 60896-2 cho bình acqui axít-chì đặt tĩnh (có van điều chỉnh); - IEC 61056-1 cho bình acqui axít-chì di động (có van điều chỉnh); - IEC 60622 cho bình acqui niken-cadmi khơng khí; - IEC 60623 cho bình acqui niken-cadmi có khí Trong ứng dụng quang điện, bình acqui phơi số lượng lớn chu kỳ cạn trạng thái nạp thay đổi Vì thế, ngăn bình acqui phải phù hợp với yêu cầu thử nghiệm quy định điều 15, mô cho hoạt động hệ thống quang điện Nhà chế tạo phải quy định số chu kỳ mà ngăn bình đạt tới trước dung lượng giảm đến 80% dung lượng danh định thử nghiệm theo điều 14 Điều khiển nạp Việc nạp không làm tăng lượng cất giữ bình acqui Thay vào đó, nạp q lại ảnh hưởng đến lượng nước tiêu thụ bình acqui có thơng khí, ảnh hưởng đến thời gian phục vụ Ngồi ra, với loại bình acqui chì-axít có van điều khiển, nạp q làm khơ bình dẫn đến làm nhiệt làm giảm dung lượng bình Có thể khống chế nạp q điều khiển nạp thích hợp Các tham số điều khiển phải tính đến ảnh hưởng thiết kế máy phát quang điện, tải, nhiệt độ giá trị giới hạn acqui yêu cầu nhà chế tạo Bình acqui chì-axít có khí acqui niken-cadmi phải có đủ chất điện phân lần kiểm tra vận hành theo kế hoạch Nạp q bình acqui chì-axít có van điều chỉnh phải điều khiển cẩn thận để đạt tuổi thọ tối ưu Lượng nước tiêu thụ phải đo thử nghiệm chu kỳ (xem 15.5) sử dụng với thông tin thiết kế hệ thống để ước lượng khoảng thời gian phục vụ Bảo toàn nạp Bảo toàn nạp khả bình acqui trì dung lượng thời kỳ không nạp, tức không nối với hệ thống, trình vận chuyển cất giữ Bình acqui ứng dụng lượng mặt trời phải có khả trì nạp cao Duy trì nạp phải nhà chế tạo cơng bố phải phù hợp với yêu cầu tiêu chuẩn bình acqui liên quan Chú thích – Bảo tồn nạp ảnh hưởng đến thời gian bảo quản thời gian tự hành Hiệu suất nạp Hiệu suất nạp tỷ số lượng điện phóng thời kỳ phóng ngăn bình lượng điện cần thiết để lại trạng thái nạp ban đầu điều kiện quy định (xem IEV 486-03-09) Chú thích – Lượng điện biểu thị ampe-giờ (Ah) Bảng nêu hiệu suất nạp bình acqui khơng có sẵn liệu từ nhà chế tạo Bảng – Hiệu suất-Ah bình acqui trạng thái nạp khác 20 oC độ sâu chu kỳ nhỏ 20% dung lượng danh định Trạng thái nạp (SOC) Hiệu suất ngăn acqui axít-chì Hiệu suất ngăn acqui nikencadmi 90% > 85% > 80% 75% > 90% > 90% < 50% > 95% > 95% 10 Bảo vệ phóng q Bình acqui chì-axít phải bảo vệ chống phóng để tránh tổn hao dung lượng sunphát hóa khơng thuận nghịch Điều thực cách ngắt điện áp thấp mức phóng lớn bình acqui theo thiết kế bị vượt (đối với điện áp cuối, xem bảng 3) Bình acqui niken-cadmi thơng thường khơng đòi hỏi kiểu bảo vệ 11 Độ bền Bình acqui ứng dụng mặt trời phải thiết kế chịu ứng suất trình vận chuyển mang vác Trong điều kiện khác thường, yêu cầu phải cơng suất danh định bảo vệ đóng gói bổ sung Khi mang vác, quan tâm đặc biệt đến bình khơng đóng gói Phải ý đến dẫn nhà chế tạo Trong trường hợp có yêu cầu đặc biệt liên quan đến ứng suất động đất, sốc, rung phải quy định riêng tham khảo tiêu chuẩn sản phẩm liên quan 12 Độ xác thiết bị đo Khi thử nghiệm bình acqui, phải áp dụng tham số độ xác bảng Bảng – Độ xác thiết bị đo Thơng số Độ xác Điện áp ± 1% Dòng điện ± 1% Nhiệt độ ±2oC Tỷ trọng chất điện phân (chỉ với bình có khí) ±0,005 kg/l Thời gian ±0,1% Độ xác thiết bị đo thử nghiệm phải phù hợp với tiêu chuẩn IEC liên quan: - IEC 60051-2 60485 cho phép đo điện áp; - IEC 60051-2 60359 cho phép đo dòng điện 13 Chuẩn bị bảo trì mẫu thử nghiệm Mẫu thử nghiệm phải chuẩn bị theo thủ tục ban hành tiêu chuẩn sau: - IEC 60896-1 cho bình chì-axít đặt tĩnh (kiểu khí); - IEC 60896-2 cho bình acqui axít-chì đặt tĩnh (có van điều chỉnh); - IEC 61056-1 cho bình acqui axít-chì di động (có van điều chỉnh); - IEC 60622 cho bình acqui niken-cadmi khơng khí; - IEC 60623 cho bình acqui niken-cadmi có khí Mẫu thử nghiệm phải đặt phù hợp với dẫn nhà chế tạo Bất điều kiện đặc biệt ảnh hưởng đến hoạt động bình vị trí đặt cần đưa vào thử nghiệm 14 Thử nghiệm dung lượng Mẫu thử nghiệm đặt phù hợp với tiêu chuẩn áp dụng theo điều 13 Thử nghiệm kiểm tra dung lượng phải thực hai tốc độ phóng, tốc độ 120 h h 120 h 10 h Thử nghiệm phóng phải thực theo điều kiện liên quan tiêu chuẩn IEC kê điều 13 Dung lượng ngăn hay khối acqui phải không nhỏ giá trị cung cấp nhà chế tạo 15 Thử nghiệm độ bền chu kỳ Thử nghiệm độ bền chu kỳ mơ nhanh hoạt động bình acqui hệ thống quang điện mặt trời cách cho ngăn bình phải chịu hai phần thử nghiệm sau: Mẫu thử phải đặt theo tiêu chuẩn áp dụng điều 13 trải qua thử nghiệm dung lượng điều 14 Bắt đầu thử nghiệm với bình acqui nạp đầy Đặt bình nhiệt độ 40 oC ± 3oC 16 h Giữ bình nhiệt độ 40oC ± 3oC suốt thử nghiệm 15.1 Giai đoạn A: chu kỳ phóng nạp trạng thái thấp a) Cho acqui phóng điện với dòng I10 A h Để an toàn, điện áp cuối đạt 1,5 V bình acqui chì-axít 0,8 V bình nikencadmi ngừng phóng điện b) Nạp lại với dòng 1,03 I10 A h c) Phóng với dòng I10 A h d) Lặp lại bước b) c) 49 lần Nạp lại đến trạng thái đầy 15.2 Giai đoạn B: chu kỳ phóng nạp trạng thái cao a) Cho acqui phóng điện h với dòng I = 1,25 I 10 A b) Nạp lại h với dòng I = I10 A điện áp lớn 2,40 V/ngăn bình axít-chì 1,55V/ngăn bình niken-cadmi khơng có quy định khác nhà chế tạo c) Lặp lại bước a) b) 100 lần d) Đo dung lượng phóng bình acqui nhiệt độ 40 oC ± 3oC với dòng I = I10 A đến điện áp cuối 1,80 V/ngăn bình axít-chì 1,00 V/ngăn bình niken-cadmi Dung lượng đo được: Cact = I10t (Ah) 15.3 Điều kiện kết thúc thử nghiệm a) Lặp lại chu kỳ giai đoạn A B kết thúc thử nghiệm dung lượng thực xác định 40oC ± 3oC nhỏ 80% dung lượng danh định C10 b) Giá trị Cact đo 15.2 d) phải ghi lại vẽ theo số chu kỳ theo thứ tự tăng dần 150 chu kỳ Tổng số chu kỳ giai đoạn A B tính 150 15.4 Tiêu hao nước bình khí Trong thử nghiệm độ bền chu kỳ, ngăn phải đổ đầy nước Lượng nước thêm vào phải đo ghi lại 15.5 Yêu cầu Số chu kỳ đạt hoàn nghiệm không nhỏ giá trị ấn định nhà chế tạo 16 Các thử nghiệm khuyến cáo sử dụng 16.1 Thử nghiệm điển hình Thử nghiệm dung lượng, thử nghiệm độ bền chu kỳ thử nghiệm học thử nghiệm điển hình Ít ngăn khối đơn phải chịu thử nghiệm dung lượng thử nghiệm độ bền chu kỳ 16.2 Thử nghiệm chấp nhận 16.2.1 Thử nghiệm thường xuyên Thử nghiệm chấp nhận phải thỏa thuận người mua nhà cung cấp Có thể phải kiểm tra phù hợp nhãn, mác thông số dung lượng 16.2.2 Thử nghiệm ủy quyền Thử nghiệm ủy quyền khuyến cáo để chứng minh tính tồn vẹn hệ thống acqui trang bị thử nghiệm dung lượng 17 An toàn Tham khảo dẫn nhà chế tạo lắp đặt, hoạt động, không phục vụ 18 Tài liệu Tham khảo tài liệu nhà chế tạo vận chuyển bảo quản, đưa vào phục vụ, hoạt động bảo trì Nhà chế tạo phải nêu khuyến cáo có lý đặc biệt việc nạp ban đầu bình acqui nguồn dãy pin mặt trời có sẵn ... phải phù hợp với tiêu chuẩn IEC liên quan: - IEC 60051-2 60485 cho phép đo điện áp; - IEC 60051-2 60359 cho phép đo dòng điện 13 Chuẩn bị bảo trì mẫu thử nghiệm Mẫu thử nghiệm phải chuẩn bị theo... hợp với tiêu chuẩn áp dụng theo điều 13 Thử nghiệm kiểm tra dung lượng phải thực hai tốc độ phóng, tốc độ 120 h h 120 h 10 h Thử nghiệm phóng phải thực theo điều kiện liên quan tiêu chuẩn IEC... mặt trời phải có khả trì nạp cao Duy trì nạp phải nhà chế tạo công bố phải phù hợp với yêu cầu tiêu chuẩn bình acqui liên quan Chú thích – Bảo tồn nạp ảnh hưởng đến thời gian bảo quản thời gian