Акумуляторні батареї Pb-Acid; Електроніка-сьогодні
Гібридна батарея: Pb-Acid + Ultracapacitor = Ultrabattery
Електрична батарея є запам'ятовуючим пристроєм
електрика у вигляді хімічної енергії. Процес є оборотним, так що, коли споживач підключений до клем акумулятора, хімічна енергія виділяється у вигляді електрики. Первинний електричний акумулятор - це одноразовий акумулятор, який не можна заряджати, використовуючи до повного розрядження. Вторинна електрична батарея, яку також називають батареєю, є акумуляторною. Акумулятор може мати структуру на основі однієї або декількох комірок. Великі батареї складаються з менших акумуляторних блоків, які з'єднані послідовно для отримання високої напруги або підключені паралельно для розряду сильного струму. Підключення декількох батарей послідовно або паралельно виконується з дотриманням правила: акумулятори повинні бути новими, при першій зарядці, і однакового типу (ємність, напруга) .
Свинцево-кислотні акумулятори - це найбільш використовувані акумулятори в різних сферах застосування, оскільки вони надійні, дають велику потужність або енергію за розумну вартість, і в даний час виготовляються у закритому виконанні, із запобіжними клапанами та не потребують технічного обслуговування. У 1859 році французький фізик Гастон Планте винайшов практичну версію акумулятора Pb-Acid, що застосовується в транспортних засобах донині. Свинцево-кислотні батареї складаються з ряду пластин на основі свинцю або сплавів на основі свинцю, занурених у розчин Сірчаної кислоти та води. Кожна пластина має сітку, до якої прикріплений активний матеріал. Оксид свинцю прикріплений до негативної пластини як активний матеріал, а свинець - до позитивної пластини. Всі мінусові дошки з'єднані
разом на електроді (-) і всі позитивні пластини з'єднані разом на електроді (+). Кількість накопиченої енергії пропорційна поверхні та провідності електродів. Дослідники нанотехнологій збільшили площу поверхні більш ніж у 10 разів за допомогою вуглецевих нанотрубок (проект під керівництвом Джоеля Шиндалла, професора електротехніки Массачусетського технологічного інституту - Массачусетський технологічний інститут, вересень 2009 р.). Один см2 струмопровідної пластини, покритий нанотрубками, має площу приблизно 50000 см2 порівняно з 2000 см2 при використанні вуглецю в комерційному ультраконденсаторі. Надзвичайно чисті вуглецеві нанотрубки також надзвичайно електропровідні, і, отже, повинні збільшити вихідну потужність порівняно з потужністю існуючих ультраконденсаторів. Технологія вуглецевих нанотрубок сприяє розробці плоских та гнучких батарей, починаючи від розміру ворсової голки і закінчуючи розміром килима, використовуючи стандартні електрохімікати та процес прокатування пасти для виготовлення електродів (NJIT - Нью-Джерсійський технологічний інститут, листопад 2013 р. ). Основні сфери використання поля: автомобіль (пускові та рушійні батареї електродвигунів, безпечне джерело живлення (в ДБЖ), накопичувач сонячної енергії.
Типи Pb-кислотних акумуляторів
Примітка.
Технологія UltraBattery®, винайдена Організацією науково-промислових досліджень Співдружності (CSIRO), отримала ліцензію на застосування в автомобілях у Furukawa Battery Co Ltd в Японії та Eastern Penn Manufacturing Co. Inc. в Північній Америці. www.ultrabattery.com
Характеристики акумуляторних батарей на основі вибору програми:
(1) Напруга на розмиканні ланцюга (В)
(2) Напруга на клемах навантаження (В)
(3) Мінімальна доступна напруга (В)
(4) Ємність (Аг)
(5) Максимальний струм розряду (А)
(6) Кількість циклів розвантаження/навантаження
(7) Питома енергія (Вт/кг)
(8) Приблизний термін служби
(9) Ступінь герметичності
(10) Робоче положення
(11) Діапазон робочих температур
(12) Розміри, вага
(13) Вимоги до технічного обслуговування
Інші типи акумуляторів
Якщо акумулятор від'єднано, заряджання виконується у 2 кроки.
Після відключення від зарядного пристрою приблизно через 15 хвилин акумулятор 12 В, що зберігається при стандартній температурі 20 ° C і без заряду, має напругу на клемах, яка вказує на фактичний стан заряду: 100% - 12,65 В, 75% - 12,45 В, 50 % - 12,25 В, 25% - 12,05 В, 0% - 11,90 В. Напруга акумулятора також залежить від температури.
Примітка. Якщо акумулятор відключити від зарядного пристрою, зберегти або залишити у невикористаному пристрої на тривалий час, він розрядиться (через 2-3 місяці) навіть без заряду. Батареї на довго припаркованих транспортних засобах (автомобілі, човни тощо) повинні підтримуватися з плаваючим зарядом, що можна зробити за допомогою невеликої сонячної панелі як фотоелектричного генератора (менше 4 Вт), постійно підключеного до акумулятора прикурювачем.
Крок 3. Плаваючий заряд: Якщо акумулятор залишається приєднаним до зарядного пристрою, переключіться на плаваючий заряд.
Напруга зарядки зменшується між 13,0 В і 13,8 В і залишається незмінною, тоді як струм зменшується нижче 10% ємності акумулятора. Цей режим можна використовувати для тривалого збереження повністю зарядженого акумулятора.
8-крокове завантаження - це оптимізоване завантаження. На кроці 1 застосовується імпульсна зарядка струму для відновлення хімічних властивостей акумулятора, який давно не використовується (десульфатація). Після кроків 2, 3, 4 (об'ємний, постійний струм, постійна напруга - специфічно для зарядки в 3 кроки) ми переходимо до етапу 5 аналізу, в якому через 2 хвилини зарядки стан акумулятора визначається шляхом вимірювання зміни напруги. Наприклад. на акумуляторі 12 В, якщо через 2 хвилини напруга нижче 12,6 В, перейдіть до етапу 6 відновлення, застосовуючи високу напругу (Vboost = 14,4 В). Крок 7 - довести до 100% навантаження (плаваючий рівень). Крок 8 - технічне обслуговування. З 8-ступінчастого завантаження виходить оптимізоване 5-ступінчасте завантаження.
Особлива примітка.
Батареї з електродами зі сплаву кальцію та свинцю більш стійкі до вібрації та ударів, але додавання кальцію до сплаву збільшує напругу, при якій газ газоводню виникає приблизно на 0,4 В, відповідно збільшується з 14,4 В до 14,8 В. Це означає, що напруга зарядки повинна бути збільшена до 14,8 В, але справжня проблема існує в автомобільних додатках, де напруга, що подається генератором змінного струму, встановлена на 14,4 В. Замінивши Pb-Acid акумулятори новими Pb-кальцієво-кислотними або Pb-срібно-кальцієво-кислотними акумуляторами, напруги 14,4 В в поточній системі зарядки автомобіля може бути недостатньо для повного заряджання акумулятора. Виявляється, батарея залишатиметься в постійному розряді, а це призведе до сульфатації батареї та можливості розшарування рідкого електроліту. Врешті-решт, акумулятор не забезпечить вказаний максимальний струм і потужність Ач, на яких базується програма. Звідси і сприйняття користувачами того, що: батареї з сучасними технологіями не служать стільки, скільки передбачається. Причина, насправді, в хронічному навантаженні.
в. Сонячна панель та контролер заряду акумулятора. Високоефективних систем зарядки можна досягти завдяки поєднанню контролера сонячної зарядки Steca Tarom (для гібридних фотоелектричних систем) з камерою згоряння Steca EFOY Pro як резервного генератора в районах без доступу до електричної мережі. Синусоїдальні інвертори Meanwell TN-1500 і TN-3500 також мають функцію зарядки Pb-Acid акумуляторів від мережі змінного струму (батареї 100Ah - 400Ah: 12V/24V/48V зарядки при 25A/12A/6A) або від сонячної панелі (25V/45 В/75 В, макс. 30 А).
е. Порти USB 2.0, які забезпечують 500 мА, а USB 3.0 забезпечують 900 мА від джерела ПК. У багатьох ПК для USB 2.0 обмежено загальний струм 500 мА, підсумований для всіх портів ПК. Починаючи з 2010 року, поточні обмеження були збільшені для портів USB, які виявляють і заряджають батареї, що є можливим високошвидкісним зв'язком одночасно з подачею струму 1,5 А (максимум 5 А).
• Профіль 1: 5V @ 2.0A
• Профіль 2: 5V @ 2.0A або 12v @ 1.5A
• Профіль 3: 5V @ 2.0A, 12V @ 3A
• Профіль 4: 5 В при 2,0 А, 12 В або 20 В при 3 А
• Профіль 5: 5V @ 2.0A, 12V або 20V @ 5A
е. Передача зарядної потужності за допомогою магнітного або електричного поля (бездротового зв'язку). Передача заснована на законі Індукції Фарадея, який створює зв'язок за допомогою змінного магнітного поля між двома котушками або за допомогою змінного електричного поля між пластинами конденсатора. Імпульси живлення, випромінювані джерелом живлення, приймаються сусіднім споживачем, потім випрямляються та кондиціонуються для отримання енергії постійного струму для зарядки акумуляторів у портативних пристроях низької потужності (5… 10 Вт).
Вибір зарядного пристрою
Правильна зарядка проводиться при постійному струмі, поетапно, контролюючи напругу та температуру батареї, щоб максимізувати ємність та термін служби батареї. Багато застосувань вимагають використання акумулятора для живлення споживача і одночасно гарантують, що акумулятор заряджений (наприклад, зарядка сонячної батареї або паливного елемента, що працює в полі). Отже, зарядний пристрій може також включати відстеження функціональності схеми, від якої він приймає живлення, щоб розрядити його до акумулятора.
PB-600 Meanwell, зарядний пристрій потужністю 600 Вт, в ступені 2/3/8 для акумуляторів Pb-Acid 12V, 24V, 48V. варіації:
PB-600-12, вихід 14,4 В, 0 ... 40,0 А, ККД 86%
PB-600-24, вихід 28,8 В, 0 ... 21,0 А, ККД 87%
PB-600-48, вихід 57,6 В, 0… 10,5 А, ККД 89%
PB-1000 можна використовувати для сильних струмів
Meanwell, зарядний пристрій 1000 Вт, у 2/3/8 ступенів для 12В, 24В, 48В Pb-Acid акумуляторів. варіації:
PB-1000-12, вихід 14,4 В, 0 ... 60,0 А, ККД 85%
PB-1000-24, вихід 28,8 В, 0… 34,7 А, ККД 88%
PB-1000-48, вихід 57,6 В, 0… 17,4 А, ККД 89%
Схема програми, що включає акумуляторну батарею, повинна бути розрахована таким чином, щоб забезпечити одночасно струм, необхідний споживачеві, а також підтримувати батарею в зарядженому стані близько 100% ємності. В основному акумулятор згладжує споживання енергії. Одним з таких випадків є живлення інвертора постійного/змінного струму від сонячної панелі.
Стаціонарні зарядні пристрої:
серії PB-300/PB-360/PB-360P/PB-600/PB-1000
серії ESC-120/ESP-120/ESC-240/ESP-240 .
Портативні зарядні пристрої:
серії PA-120/PB-120/PB-230,
серії GC30B/GC30U/GC30E/GC120/GC160/GC220/GC330
Управління навантаженням контролюється мікропроцесором. Універсальний вхід 90 ... 264В змінного струму, PFC. Захист при повороті полярності, короткому замиканні, перенапрузі та перегріві (датчик NTC постачається).
Графік зарядки можна змінювати, сигналізувати про стан дистанційного роботи, він має дистанційний пуск/зупинку, вентилятор зі швидкістю, регульованою струмом зарядки, робоча температура -20 ... + 60 ° C. Відповідає стандартам безпеки та електромагнітної сумісності, 3-річна гарантія.
Важлива примітка.
Батареї можуть вибухнути
Це небезпечна ситуація, якщо виникає одна з причин:
1. Коротке замикання акумулятора. Якщо батареї в батареї короткозамкнуті, живлення швидко розрядиться. Тепловий удар на пластинах старої батареї розбиває їх і замикає одне одного. Електроліт закипить, а батарея вибухне.
2. Перевантаження акумулятора. Коли акумулятор перезаряджений, напруга зарядки піднімається вище напруги газоутворення і виникатиме надлишок водню. Напруга газоутворення в свинцево-кислотному акумуляторі становить близько 14,3 В - при кімнатній температурі. Пошкоджена або погіршена клітина має менший опір, ніж хороші клітини. Отже, вища напруга виникає вздовж хороших комірок і може збільшити напругу вище рівня газової напруги. Вироблений з цього водень буде рекомбінувати, якщо батареї герметично закриті, але іноді водень може виходити із свинцево-кислотних батарей з рідким електролітом, що призводить до пожежі та вибуху, якщо з’являється іскра.
ECAS
ЕЛЕКТРО забезпечує постачання та технічну підтримку всіх типів сонячних приладів та компонентів: генераторів, контролерів заряду, акумуляторних батарей, інверторів, кабелів та з'єднувачів, напівпровідників (діодів та інтегральних схем, специфічних для сонячного поля), світлодіодів та світлодіодних приладів освітлення- ненависть.
ECAS
ЕЛЕКТРО є офіційним дистриб'ютором продукції MEAN WELL.