Електрични батерии на полнење Pb-Acid; Електроника-Денес
Хибридна батерија: Pb-киселина + ултракондензатор = ултрабатерија
Електричната батерија е уред за складирање
електрична енергија во форма на хемиска енергија. Процесот е реверзибилен, така што кога потрошувачот е поврзан со терминалите на батеријата, хемиската енергија се ослободува во форма на електрична енергија. Примарната електрична батерија е батерија за една употреба и не може да се полни, се користи додека не се исцрпи. Секундарната електрична батерија, исто така наречена батерија, се полни. Батеријата може да има структура заснована на една или повеќе ќелии. Големите батерии се составени од помали пакувања на батерии кои се поврзани во серија за да се добие висок напон или се поврзани паралелно со празнење на голема струја. Поврзувањето на неколку батерии во серија или паралелно се врши со почитување на правилото: батериите мора да бидат нови, при првото полнење и од ист тип (капацитет, напон) .
Оловно-киселинските батерии се најкористените батерии во различни апликации затоа што се робусни, даваат голема моќност или енергија, со разумна цена, и во моментов се произведени во затворени верзии, со сигурносни вентили и не бараат одржување. Во 1859 година, францускиот физичар Гастон Планте ја измисли практичната верзија на батеријата Pb-Acid што се користи во возилата до ден-денес. Батерии од оловна киселина се состојат од низа плочи базирани на олово или легури на олово, потопени во раствор на сулфурна киселина и вода. Секоја плоча има решетка на која е прикачен активниот материјал. Оловниот оксид е прикачен на негативната плоча како активен материјал, а оловото е прикачено на позитивната плоча. Сите негативни табли се поврзани
заедно на електродата (-) и сите позитивни плочи се поврзани заедно на електродата (+). Количината на зачувана енергија е пропорционална на површината и спроводливоста на електродите. Истражувачите на нанотехнологија ја зголемија површината повеќе од 10 пати со помош на јаглеродни наноцевки (проект предводен од elоел Шиндал, професор по електротехника на МИТ - Институт за технологија во Масачусетс, септември 2009 година). Една см2 спроводлива плоча, кога е покриена со наноцевки има површина од приближ. 50.000 cm2, во споредба со 2.000 cm2 користејќи јаглерод во комерцијален ултракондензатор. Исклучително чистите јаглеродни наноцевки се исто така исклучително спроводливи, а со тоа и излезната моќ треба да се зголеми над моќноста на постојните ултракондензатори. Јаглеродната наноцевка технологија придонесува за развој на рамни и флексибилни батерии, од големина на игла куп до големина на килим, со користење на стандардни електрохемикалии и процес на валање паста за производство на електроди (NJIT - Институт за технологија во Jу erseyерси, ноември 2013 ) Основните употреби се во областите: автомобил (стартување и возење батерии на електрични мотори, безбедносно напојување (во UPS-от), складирање на соларна енергија.
Видови батерии Pb-киселина
Забелешка.
UltraBattery® технологијата, измислена од Организацијата за научни и индустриски истражувања на Комонвелтот (CSIRO), е лиценцирана за автомобилски апликации во Furukawa Battery Co Ltd во Јапонија и Eastern Penn Manufacturing Co. Inc. во Северна Америка. www.ultrabattery.com
Карактеристики на батериите на полнење врз основа на изборот на апликација:
(1) Терминален напон на отворено коло (V)
(2) Напон на терминалите на товарот (V)
(3) Минимален достапен напон (V)
(4) Капацитет (Ах)
(5) Максимална струја на празнење (A)
(6) Број на циклуси на истоварување/товарење
(7) Специфична енергија (Wh/kg)
(8) Проценет век на траење
(9) Степен на запечатување
(10) Работна позиција
(11) Опсег на работна температура
(12) Димензии, тежина
(13) Барања за одржување
Други видови батерии на полнење
Ако батеријата е исклучена, полнењето се врши во 2 чекори.
По исклучувањето од полначот, по околу 15 минути, 12V батерија складирана на стандардна температура од 20ºC и без полнење, има напон на терминалите што ја покажува вистинската состојба на полнење: 100% - 12,65V, 75% - 12,45V, 50 % - 12,25V, 25% - 12,05V, 0% - 11,90V. Напонот на батеријата зависи и од температурата.
Забелешка. Ако батеријата е исклучена од полначот, се чува или остава во неискористен уред подолго време, таа ќе се испразни (за 2-3 месеци) дури и без полнење. Батериите на долго паркирани возила (автомобили, чамци, итн.) Мора да се одржуваат со подвижен полнеж, што може да се направи со мал соларен панел како фотоволтаичен генератор (помалку од 4W) трајно поврзан на батеријата од запалката.
Чекор 3. Пловечко полнење: Ако батеријата останува прицврстена на полначот, преминете на лебдечко полнење.
Напонот на полнење се намалува помеѓу 13,0V и 13,8V и останува постојан, додека струјата се намалува под 10% од капацитетот на батеријата. Овој режим може да се користи за да се задржи целосно наполнета батерија подолго време.
Вчитувањето во 8 чекори е оптимизирано вчитување. Во чекор 1, се применува тековно полнење на пулсот за да се вратат хемиските својства на батеријата што не е користена долго време (десулфација). По Фазите 2, 3, 4 (рефус, постојана струја, постојан напон - специфичен за полнење во 3 чекори) преминуваме во Фаза 5 од анализата, во која, по 2 минути полнење, состојбата на батеријата се одредува со мерење на варијацијата на напонот. На пример. на 12V батерија, ако напонот е под 12,6V по 2 минути, продолжете во Фаза 6 од реновирање со примена на висок напон (Vboost = 14,4V). Чекор 7 е да се донесе до 100% оптоварување (лебдечко ниво). Чекор 8 е одржување. Од полнењето од 8 чекори произлегува оптимизирано полнење од 5 чекори.
Специјална белешка.
Батериите со електроди од легури на калциум-олово се поотпорни на вибрации и удари, но додавањето на калциум во легурата го зголемува напонот на кој се јавува водороден гас за околу 0,4V, соодветно се зголемува од 14,4V на 14,8V. Ова значи дека напонот на полнење треба да се зголеми на 14,8V, но вистинскиот проблем постои во апликациите за автомобили, каде што напонот даден од алтернаторот е поставен на 14,4V. Замена на батерии Pb-киселина со нови батерии Pb-калциум-киселина или Pb-сребрена-калциум-киселина, напонот од 14,4V во тековниот систем за полнење автомобил може да не е доволен за целосно полнење на батеријата. Излегува дека батеријата ќе остане во трајна состојба на празнење, а тоа ќе доведе до сулфација на батеријата и можност за стратификација на течниот електролит. На крајот, батеријата нема да ја обезбеди одредената максимална струја, ниту капацитетот Ah на кој се базира апликацијата. Оттука, перцепцијата на корисниците е дека: батериите со современи технологии не траат толку долго колку што е проценето. Причината е, всушност, под хронично оптоварување.
в. Соларен панел и контролер за полнење на батеријата. Системите за полнење со високи перформанси може да се постигнат преку комбинација на контролорот за соларно полнење Steca Tarom (за хибридни фотоволтаични системи) со ќелија за согорување Steca EFOY Pro како резервен генератор во области без пристап до мрежата на електрична енергија. Синусоидалните инвертори Meanwell TN-1500 и TN-3500 исто така имаат функција на полнење на батерии Pb-Acid од електричната мрежа (100Ah - 400Ah батерии: 12V/24V/48V полнење на 25A/12A/6A) или од сончевиот панел (25V/45V/75V, макс. 30А).
д. USB 2.0 порти што обезбедуваат 500mA и USB 3.0 обезбедува 900mA од извор на компјутер. Во многу компјутери за USB 2.0, ограничувањето е направено на вкупната струја од 500mA, сумирана за сите пристаништа во компјутерот. Од 2010 година, сегашните ограничувања се зголемени за USB портите што откриваат и полнат батерии, што е можно брза комуникација истовремено со испорака на струја од 1,5A (максимум 5A).
• Профил 1: 5V @ 2.0A
• Профил 2: 5V @ 2.0A или 12v @ 1.5A
• Профил 3: 5V @ 2.0A, 12V @ 3A
• Профил 4: 5V @ 2.0A, 12V или 20V @ 3A
• Профил 5: 5V @ 2.0A, 12V или 20V @ 5A
ѓ Пренесување на моќноста на полнење со магнетно или електрично поле (безжично). Преносот се заснова на законот на Индукција на Фарадеј, правејќи спој или со променливо магнетно поле помеѓу две калеми или со променливо електрично поле помеѓу плочите на кондензаторот. Енергетските импулси емитирани од изворот на енергија ги прима близок потрошувач, а потоа се корегираат и условуваат за да произведат DC напојување за полнење на батерии во преносни уреди со ниска моќност (5… 10W).
Избор на полнач за батерија
Правилното полнење се врши со постојана струја, во фази, контролирање на напонот и температурата на батеријата, за да се зголеми капацитетот и траењето на батеријата. Многу апликации бараат употреба на батерија за напојување на потрошувачот и истовремено да се осигура дека батеријата е наполнета (на пр. Полнење со соларен панел или горивна ќелија на уред што работи на терен). Затоа, полначот може да вклучува и следење на функционалноста на колото од кое е потребно напојување за да се испразни до батеријата.
Полнач PB-600 Meanwell, 600 W, во 2/3/8 фази за батерии Pb-Acid 12V, 24V, 48V. варијации:
PB-600-12, Излез 14.4V, 0… 40.0A, ефикасност 86%
PB-600-24, излез 28,8V, 0… 21,0A, ефикасност 87%
PB-600-48, Излез 57,6V, 0… 10,5A, ефикасност 89%
PB-1000 може да се користи за поголеми струи
Meanwell, полнач од 1000 W, во 2/3/8 фази за 12V, 24V, 48V батерии Pb-Acid. варијации:
PB-1000-12, Излез 14,4V, 0… 60,0A, ефикасност 85%
PB-1000-24, Излез 28,8V, 0… 34,7,7A, ефикасност 88%
PB-1000-48, Излез 57,6V, 0… 17,4A, ефикасност 89%
Шемата на апликацијата што вклучува батерија на полнење мора да се пресмета за да се обезбеди истовремено струја што ја бара потрошувачот, како и одржување на батеријата во состојба на полнење близу до 100% од капацитетот. Во основа, батеријата ја измазнува потрошувачката на енергија. Еден таков случај е напојувањето на инверторот DC/AC од соларен панел.
Стационарни полначи:
сериозно PB-300/PB-360/PB-360P/PB-600/PB-1000
сериозно ESC-120/ESP-120/ESC-240/ESP-240 .
Преносни полначи:
сериозно ПА-120/ПБ-120/ПБ-230,
сериозно GC30B/GC30U/GC30E/GC120/GC160/GC220/GC330
Управувањето со оптоварувањето се контролира со микропроцесор. Универзален влез 90… 264Vac, PFC. Заштита при: пресврт на поларитетот, краток спој, пренапон и прекумерна температура (се испорачува сензор NTC).
Графиконот за полнење може да се смени, статусниот работен статус е сигнализиран, има далечинско стартување/запирање, вентилатор со брзина контролирана од струја на полнење, работна температура -20… + 60 ° C Ги исполнува стандардите за безбедност и ЕМС, гаранција од 3 години.
Важна белешка.
Батериите може да експлодираат
Ова е опасна ситуација ако се појави една од причините:
1. Краток спој на батеријата. Ако батериите во батеријата се во краток спој, напојувањето ќе се ослободи брзо. Термичкиот шок на плочите на стара батерија ги крши и се вршат кратки споеви едни со други. Електролитот ќе зоврие и батеријата ќе експлодира.
2. Преоптоварување на батеријата. Кога батеријата е преполнета, напонот на полнење се зголемува над напонскиот гас и ќе се појави вишок водород. Гасниот напон на 12V батерија со оловна киселина е близу до 14,3V - на собна температура. Оштетената или влошена клетка има помала отпорност од добрите. Значи, поголем напон се јавува долж добрите ќелии и може да го зголеми напонот над нивото на напон на гасот. Водородот произведен од ова ќе се соедини ако батериите се запечатени, но понекогаш водородот може да излезе од батериите Оловно-киселина со течен електролит, што доведува до пожар и експлозија доколку се појави искра.
ECAS
ЕЛЕКТРО обезбедува снабдување и техничка поддршка за сите видови соларни уреди и компоненти: генератори, контролори за полнење, батерии на полнење, инвертори, кабли и приклучоци, полупроводници (диоди и интегрални кола специфични за соларното поле), LED диоди и LED уреди за осветлување - омраза.
ECAS
ЕЛЕКТРО е овластен дистрибутер на производи MEAN WELL.