铅酸电池是一种利用铅、水和硫酸之间的化学反应来储存电能的可充电电池。这些电池背后的技术已有 160 多年的历史，但它们仍然如此受欢迎的原因是它们坚固、可靠且制造和使用成本低廉。
如果您希望存储太阳能电池阵列产生的能量，铅酸电池可能是一个不错的选择，但更新的技术可能会更加方便和紧凑。
虽然铅酸电池的化学成分非常简单，但写出所有化学方程式会使它看起来非常复杂，因此我们将尝试在不涉及所有这些的情况下对其进行解释。
最简单的铅酸电池由三部分组成：
负极板称为阳极，正极板称为阴极，水/酸混合物称为电解质。
一个简单的铅酸电池。图片来源：LibreTexts.org
当极板悬浮在电解质混合物中并连接到电线时，电池就可以供电了！
随着电子流出电池，电解液中的酸开始粘附在电极上的铅上，将其外表面转化为硫酸铅，并留下额外的氢离子漂浮在水中。
当电子沿着电线发送时，硫酸铅会在电池放电时在极板上形成。资料来源：动态科学
给电池充电会使电子重新进入并破坏铅和硫酸盐之间的电化学键。硫酸盐与电解液中的游离氢离子重新结合，再次生成硫酸。
铅酸设计有一个缺点。如果电池放电过多，一些硫酸铅不能分解并与游离氢重新结合，从而导致铅板上的永久性涂层称为硫酸化。硫酸化会大大降低电池的使用寿命。
为了使铅酸电池能够长时间工作，它们必须定期放电不超过其总电池容量的一半。
汽车电池不太适合储存家庭使用的能量，因为它们旨在提供用于启动汽车的短时间电力。实际上，这些类型的电池称为启动、照明和点火 (SLI) 电池。
SLI 电池由薄而多孔的铅板制成，这些铅板旨在一次从电解液中汲取尽可能多的电力。这种能量浪涌称为电流，以安培为单位。
汽车电池由 6 个串联的电池制成。当电池充满电时，每个电池产生约 2 伏的电压，总电压为 12 伏。伏特乘以安培等于瓦数，或一次可用的总功率。
了解更多：安培、伏特和瓦特
用于太阳能存储的深循环电池不需要产生一堆瞬时功率来启动任何东西，因此它们具有更厚的铅板，可以持续很长时间，并且从电解液中更缓慢、更均匀地获取电力。
深循环电池往往是由塑料复合材料制成的大矩形盒子，这使得它们易于堆叠在一起。因为它们不必启动汽车，所以它们可以单独产生更少的功率，并且可以连接在一起制成电池组。
许多用于储能的深循环电池只有一个大电池并产生 2 伏电压。而且，电池越大 - 它可以存储的能量就越多。其他 2 芯、3 芯和 6 芯设计分别用于 4 瓦、6 瓦和 12 瓦的电池。用于存储太阳能的电池组连接在一起以产生 12、24 或 48 伏电压。
例如，可以将六个 2 伏电池串联（从负极到正极）以构成 12 伏电池组，或者可以将四个 12 伏电池串联以构成 48 伏电池组.
如果您将电视为水，那么电池电压对应于软管中的压力。更高的压力意味着更大的流量。电流（以安培数为单位）定义了软管开口的宽度。两者共同决定瓦数或流量。
能量存储能力以每 20 小时安培小时为单位来衡量，这意味着它是通过在 20 小时内耗尽电池所需的能量来衡量的。想象一根连接在桶上的软管。更大的电池就像一个更大的桶，因为它拥有更多的能量（水）。
您可能会看到额定存储 1100 安时的 2 伏电池。这意味着电池可以输出 55 安培的电流 20 小时。在 2 伏时，这意味着电池在任何给定时间都会产生 110 瓦的功率（2 伏 x 55 安 = 110 瓦）。
但是2伏不是很高的压力。这就像将软管与枪管保持水平。它后面有很多水，但它只是涓涓细流。这个想法是创造更大的压力，使能量能够以更高的速率流动。
串联电池以增加电压就像给水增加压力。以之前的电池组为例：将六个 2 伏电池串联并不会增加储存的能量，它只会通过“软管”中的压力增加它的流动速度。
在这种情况下，该系列电池仍然可以在 20 小时内产生 55 安培的电流，但这次它们以 12 伏的电压产生，总功率为 660 瓦（55 安培乘以 12 伏特）。
相反，并联两个电池会增加安培数，但不会增加电压。并联接线连接两个电池的负极端子和两个电池的正极端子。如果您将 12 伏的电池连接在一起，并行接线是可以接受的，但大多数人需要一个可以产生 24 或 48 伏的电池组；在这种情况下，它们需要串并联连接。
串并联连接两个或多个串联的电池串。这会增加存储的总能量以及电压，如下图所示。
为太阳能存储设计电池组是寻找合适的电压、合适的电流和合适的存储能量的平衡行为。
大多数家庭每月总共需要大约 900 千瓦时 (kWh) 的电力，或每天 30 千瓦时。为了满足这些需求，您需要一个能够在 48 伏电压下存储 625 安时的电池组。
设计电池组的一个重要规则是不允许超过 100 安培的电流。这里的主要思想是建立一个电压足够高的电池组，使电流不会超过 100 安培。
随着电池从完全充电中减少，电池电压会下降，因此在规划电池组时考虑到这一点很重要。如果您计划仅靠电池供电运行许多电器，那么最好选择 48 伏电池组，这样您一次可以消耗多达 4,800 瓦的电量。
在使用家用电器时，每台都需要一定的功率，而且大多都有工作瓦数和较高的启动瓦数。理想情况下，电池组将能够在多个设备运行时满足您的所有需求。
