Интернет журныл о промышленности в Украине

параметри акумуляторів

  1. Технічні характеристики
  2. ємність батареї
  3. напруга
  4. ступінь зарядженості
  5. Термін служби акумуляторів
  6. Максимальні струми заряду і розряду
  7. саморозряд
  8. ГЛОСАРІЙ

Для безпечної експлуатації акумуляторних батарей необхідно дотримуватися наступних правил:

  • Не створювати замикати між собою клеми батареї, оскільки значний струм короткого замикання зарядженої батареї здатний розплавити контакти клем і нанести термічний опік.
  • Не зберігати акумуляторні батареї в розрядженому стані. В цьому випадку відбувається сульфатация електродів і батареї значно знижують свою ємність.
  • Підключати акумуляторну батарею в пристрій тільки в дотримуючись полярності. Заряджена батарея має значний запас енергії і здатна при неправильному підключенні вивести пристрій з ладу.
  • Не відкривати корпус батареї. Що міститься всередині гелеобразний електроліт здатний викликати хімічний опік шкіри.
  • Утилізувати відслужила свій термін батарею відповідно до правил утилізації виробів, що містять важкі метали.

Технічні характеристики

Найбільш важливими показниками якості АБ є: ємність, напруга, габарити, вага, вартість, допустима глибина розряду, термін служби, ККД, діапазон робочих температур, допустимий струм заряду і розряду. Також, необхідно враховувати, що всі характеристики виробник дає при певній температурі - зазвичай 20 або 25 ° С. При відхиленнях від цієї напруги, характеристики змінюються, і зазвичай в гіршу сторону.

Значення напруги і ємності зазвичай входять в назву моделі батареї. наприклад: RA12-200DG - батарея напругою 12 вольт і ємністю 200 ампер * годин, гелева, глибокого розряду. Це означає, що батарея може видати в навантаження енергію 12 х 200 = 2400 Вт * год при 10 годинному розряді струмом в 1/10 від ємності. При великих токах і швидкому розряді ємність батареї знижується. При менших токах - зазвичай збільшується. Це можна бачити на графіку розрядних характеристик акумуляторних батарей. Також, потрібно дивитися на розрядні характеристики на конкретні батареї. Іноді виробники в назві пишуть завищену ємність акумулятора, яка має місце тільки в ідеальних умовах - так, наприклад, робить Haze (у акумуляторів Haze реальна ємність відсотків на 10-20 нижче, ніж зазначено в назві батареї).

При розряді струмом в 0,1 З часом роботи становить 10 годин і батарея повністю видасть в навантаження акумульовану енергію. При розряді струмом 2 С (в 20 раз більшим) час роботи буде близько 15 хвилин (1/4 години) і при цьому батарея видасть в навантаження тільки половину акумульованої енергії. При великих токах розряду це значення ще менше. Найчастіше в джерелах безперебійного живлення акумуляторні батареї працюють в ще більш важких режимах, при яких струми розряду досягають 4 С. При цьому час розряду порівняно з 5 хвилинами і батарея видає в навантаження менше 40% енергії.

ємність батареї

Кількість енергії, яке може бути збережене в батареї, називається її ємністю. Вона вимірюється в ампер-годинах. Одна АБ ємністю 100 Ач може живити навантаження струмом 1 А протягом 100 годин, або струмом 4 А протягом 25 годин, і т.п., хоча ємність батареї знижується при збільшенні розрядного струму. На ринку продаються батареї ємністю від 1 до 2000 Ач.

Для збільшення терміну служби свинцево-кислотної АБ бажано використовувати тільки малу частину її ємності до повторної зарядки. Кожен процес розряду-заряду називається зарядним циклом, причому не обов'язково повністю розряджати акумулятор. Наприклад, якщо ви розрядили акумулятор на 5 або 10% і потім знову зарядили його - це теж вважається як 1 цикл. Звичайно, кількість можливих циклів буде сильно відрізнятися при різній глибині розряду (див. Нижче). Якщо можливо використовувати більше 50% енергії, запасеної в АБ до її заряду, без помітного погіршення її параметрів, така батарея називається батареєю «глибокого розряду» .

Можна пошкодити батареї, якщо перезарядити їх. Максимальна напруга кислотних АБ повинен бути 2,5 вольта на елемент, або 15 В для 12-ти вольтової батареї. Багато фотоелектричні батареї мають м'яку навантажувальну характеристику, тому при збільшенні напруги струм заряду знижується значно. Тому завжди необхідно використовувати спеціальний контролер заряду для сонячних батарей . У разі застосування вітроелектричних станцій або мікроГЕС, такі контролери також обов'язкові.

напруга

Напруга на акумуляторі часто є основним параметром, за яким можна судити про стан і ступеня зарядженості акумулятора. Особливо це відноситься до герметизованим акумуляторів, у яких не можливо виміряти щільність електроліту.

Напруга при заряді, розряді і відсутності струму дуже сильно відрізняються Напруга при заряді, розряді і відсутності струму дуже сильно відрізняються. Для визначення ступеня зарядженості акумулятора вимірюють напругу на його клемах за відсутності як зарядного, так і розрядного струмів протягом як мінімум 3-4 годин. За цей час напруга зазвичай встигає стабілізуватися. Значення напруги при заряді або розряді нічого не скаже від стані або ступеня зарядженості АБ. Орієнтовна залежність ступеня зарядженості акумулятора від напруги на його клемах в режимі холостого ходу, приведена в таблиці нижче. Це типові значення для акумуляторів з рідким електролітом. Для герметизованих акумуляторів (AGM і гелевих ) Зазвичай ці напруги трохи вище (потрібно запитувати виробника) - наприклад, AGM батареї повністю заряджені, якщо напруга становить 13-13,2В (порівняйте з напругою стартерних батарей з рідким електролітом 12,5-12,7В).

ступінь зарядженості

Ступінь зарядженості залежить від дуже багатьох чинників, і точно її можуть визначити тільки спеціальні зарядні пристрої з пам'яттю і мікропроцесором , Які відстежують як заряд, так і розряд конкретного акумулятора протягом декількох циклів. Цей метод найбільш точний, але і найбільш дорогий. Однак він зможе заощадити багато грошей при обслуговуванні і заміні акумуляторів. Застосування спеціальних пристроїв, які контролюють роботу акумуляторів за ступенем їх зарядженості, дозволяє дуже сильно підвищити термін служби свинцево-кислотних акумуляторів. Ряд пропонованих нами контролерів для сонячних батарей мають вбудовані пристрої обчислення ступеня зарядженості акумулятора і регулюють заряд в залежності від її величини.

Для визначення ступеня зарядженості можна використовувати також наступні 2 спрощених методу.

  1. Напруга на акумуляторі. Цей спосіб найменш точний, але вимагає тільки наявності цифрового вольтметра, здатного вимірювати десяті і соті частки вольта. Перед вимірами потрібно від'єднати від акумулятора всіх споживачів і все зарядні пристрої та почекати як мінімум 2 години. Потім можна виміряти напругу на терміналах акумулятора. Нижче в таблиці наведені напруги для акумуляторів з рідким електролітом. Для повністю зарядженої нової AGM або гелевою батареї напруга становить 13-13,2В (порівняйте з напругою стартерних батарей з рідким електролітом 12,5-12,7В). У міру старіння акумуляторів це напруга знижується. Можна вимірювати напругу на кожній банці акумулятора, щоб знайти несправну банку (розділіть напруга для 12В на 6 для того, щоб визначити потрібне напруження на одній банці).
  2. Другий метод визначення ступеня зарядженості - по щільності електроліту. Цей метод підходить тільки для акумуляторів з рідким електролітом.

Також, потрібно почекати 2 години до вимірами. Для вимірювання використовується ареометр. Обов'язково надіньте гумові рукавички і захисні окуляри! Тримайте поруч харчову соду і воду на випадок, якщо вода потрапить на шкіру.

100 12.70 25.40 1.265 95 12.64 25.25 1.257 90 12.58 25.16 1.249 85 12.52 25.04 1.241 80 12.46 24.92 1.233 75 12.40 24.80 1.225 70 12.36 24.72 1.218 65 12.32 24.64 1.211 60 12.28 24.56 1.204 55 12.24 24.48 1.197 50 12.20 24.40 1.190 40 12.12 24.24 1.176 30 12.04 24.08 1.162 20 11.98 23.96 1.148 10 11.94 23.88 1.134

Термін служби акумуляторів

Неправильно визначати термін служби акумуляторів в роках або місяцях. Термін служби батареї визначається числом циклів заряд-розряд і в значній мірі залежить від умов її експлуатації. Чим глибше розряджається батарея, ніж більший час вона знаходиться в розрядженому стані, тим менше число можливих циклів роботи.

Саме поняття «кількість робочих циклів« заряду-розряду »акумулятора» відносне, так як сильно залежить від різних факторів. Крім того, значення кількості робочих циклів, наприклад для одного типу акумулятора, не є універсальним поняттям, тому що залежить від технології, різної у кожного з проізводітелей.Срок служби акумуляторів визначається в циклах, тому час роботи в роках - приблизне і розраховане для типових умов роботи. Тому, якщо, наприклад, в рекламі зазначено, що термін служби акумуляторів становить 12 років, це означає, що виробник порахував термін служби для буферного режиму з середнім числом циклів заряд-розряд 8 в місяць. Наприклад, для AGM акумуляторів Haze вказується термін служби 12 років і максимальне число циклів 1200 на розряді на 20%. У рік виходить 100 таких циклів, в місяць - близько 8.

Ще один важливий момент - в процесі експлуатації корисна ємність акумулятора зменшується. Всі характеристики за кількістю циклів зазвичай наводяться не до повної смерті акумулятора, а до моменту втрати ним 40% своєї номінальної ємності. Тобто, якщо виробником наведено кількість циклів 600 при 50% розряді, це означає, що через 600 ідеальних циклів (тобто при температурі 20С і розряді струмом однієї величини, зазвичай 0,1) корисна емкось акумулятора буде 60% від початкової . При такій втрати ємності вже рекомендується заміна акумулятора.

Свинцево-кислотні АБ, призначені для використання в системах автономного електропостачання мають, термін служби від 300 до 3000 циклів в залежності від типу і глибини розряду. У системах на базі ВДЕ батарея може розрядитися набагато сильніше, ніж при буферному режимі. Для забезпечення тривалого терміну служби, в типовому циклі розряд не повинен перевищувати 20-30% ємності АБ, а глибокий розряд - не більше 80% ємності. Дуже важливо відразу ж після розряду заряджати свинцево-кислотні акумулятори. Тривале знаходження (більше 12 годин) в розрядженому або не повністю зарядженому стані призводить до незворотних наслідків в акумуляторах і зниження їх терміну служби.

Як визначити, що акумулятор вже близький до закінчення свого терміну служби? Дуже просто - у акумулятора підвищується внутрішній опір, це призводить до більш швидкого зростання напруги при заряді (і, відповідно, зниження часу, необхідного для заряду), і більш швидкого розряду акумулятора. Якщо заряд проводиться струмом, близьким до гранично допустимого, вмираючий акумулятор буде нагріватися при заряді сильніше, ніж раніше.

Максимальні струми заряду і розряду

Токи заряду і розряду будь-якої акумуляторної батареї вимірюються щодо її ємності. Зазвичай для акумуляторів максимальний струм заряду не повинен перевищувати 0,2-0,3С. Перевищення зарядного струму веде до скорочення терміну служби акумуляторів. Ми рекомендуємо встановлювати максимальний струм заряду не більше 0,15-0,2С. Дивіться характеристики на конкретні моделі акумуляторів для визначення максимального зарядного і розрядного струмів.

саморозряд

Явище саморазряда характерно в більшій чи меншій мірі для всіх типів акумуляторів і полягає у втраті ними своєї ємності після того, як вони були повністю заряджені під час відсутності зовнішнього споживача струму.

Для кількісної оцінки саморазряда зручно використовувати величину втраченої ними за певний час ємності, виражену у відсотках від значення, отриманого відразу після заряду. За проміжок часу, як правило, приймається інтервал часу, рівний однієї доби і одного місяця. Так, наприклад, для справних NiCD акумуляторів вважається допустимим саморозряд до 10% протягом перших 24 годин після закінчення заряду, для NiMH - трохи більше, а для Li-ION дуже малий і оцінюється за місяць. Саморозряд в герметизованих свинцево-кислотних акумуляторах значно зменшений і становить 40% на рік при 20 ° С і 15% при 5 ° С. При більш високих температурах зберігання саморозряд збільшується: при 40 ° С батареї позбавляються 40% ємності за 4-5 місяців.

Слід зазначити, що саморазряд акумуляторів максимальний саме в перші 24 години після заряду, а потім значно зменшується. Глибокий його розряд і наступний заряд збільшують струм саморозряду.

Саморозряд акумуляторів в основному обумовлений виділенням кисню на позитивних пластинах. Цей процес ще більше посилюється при підвищеній температурі. Так, при підвищенні навколишньої температури на 10 градусів по відношенню до кімнатної можливе збільшення саморазряда в два рази.

В деякій мірі саморазряд залежить від якості використаних матеріалів, технологічного процесу виготовлення, типу і конструкції акумулятора. Втрати ємності можуть бути викликані пошкодженням сепаратора, коли освіти злиплих кристалів пробивають його. Сепаратором прийнято називати тонку пластину, що розділяє позитивний і негативний електроди. Це зазвичай відбувається через неправильне обслуговування акумулятора, його відсутності або застосування невідповідних або неякісних зарядних пристроїв. У зношеного акумулятора пластинки електродів розбухають, сліпа один з одним, що призводить до підвищення струму саморозряду, при цьому пошкоджений сепаратор неможливо відновити проведенням циклів заряду / розряду.

Каргіл Володимир, «Ваш Сонячний Дім»
© При цитуванні посилання на цю сторінку і на «Ваш Сонячний Дім» обов'язкове

Додаткова інформація по темі в Розділі « бібліотека «. Настійно рекомендуємо почитати цю статтю

ГЛОСАРІЙ

Ємність (С) - енергія, яку здатний віддати акумулятор в навантаження, що виражається в ампер-годинах (А • год, мA · год). Вона буде більше за таких умов: меншому струмі розряду, розряді з меншими перервами, більш високій температурі навколишнього середовища, а також більш низькому кінцевому напрузі.

Номінальна ємність - номінальне значення ємності: кількість енергії, яку здатний віддати повністю заряджений акумулятор при розряді в суворо визначених умовах.

Саморозряд - втрата ємності під час відсутності зовнішнього споживача струму.

Термін служби батареї - напрацювання, при якій розрядна ємність зробиться менше певної нормованої величини, зазвичай оцінюється робочим кількістю циклів «заряд-розряд».

Термін зберігання - максимальний період часу, протягом якого батарея може зберігатися при обговорених умовах, не вимагаючи додаткової зарядки.

Як визначити, що акумулятор вже близький до закінчення свого терміну служби?