Galleggiante batterieè il più "preferito": la batteria viene costantemente ricaricata e molto raramente si scarica completamente. In questa modalità, la batteria durerà il più a lungo possibile.
Un esempio di utilizzo di una batteria in modalità buffer potrebbe essere una fonte gruppo di continuità: quando la rete è presente, la batteria mantiene costantemente la carica, e nel momento in cui la rete scompare, la batteria inizia a rilasciare l'energia accumulata. IN fonti informatiche I gruppi di continuità utilizzano solitamente batterie da 12 V con una capacità da 7 a 26 Ah, ciò consente al computer di funzionare a batteria per altri 10-15 minuti durante un'interruzione di corrente.
Ambito di applicazione in modalità buffer:
- accumulo di energia solare
- Gruppi di continuità (UPS)
- sistemi di illuminazione di emergenza
- ascensori
- sistemi antincendio e di sicurezza
- registratori di cassa
- sistemi di emergenza
Modalità ciclica
La modalità di funzionamento ciclico è la più “dura” per la batteria. In questa modalità viene completamente scaricato, quindi messo in carica e nuovamente completamente scaricato. La durata in questo caso dipenderà dalla profondità di scarica della batteria.
La maggior parte delle batterie al piombo di tipo AGM hanno una vita ciclica non superiore a 300 cicli con scarica al 100%, ma esistono già batterie di nuova generazione la cui vita ciclica è di 600 cicli con scarica al 100%.
Ambito di applicazione in modalità ciclica:
- lavasciuga pavimenti
- motori per barche
- auto elettriche
- attrezzature di carico, ecc.
Siamo tutti abituati ai benefici della civiltà e quando alcune comodità scompaiono, una persona avverte un forte disagio. La maggior parte delle volte perde corrente, poiché lo stato della rete elettrica nella maggior parte delle città è molto vecchio e gli incidenti si verificano abbastanza spesso. Dopo essere rimasto di nuovo seduto al buio per 4 ore, ho deciso che dovevo fare qualcosa... E la decisione è arrivata abbastanza rapidamente. Batteria da 12 V 7 Ah, del tipo utilizzato nei gruppi di continuità dei computer, un piccolo circuito che supporterà questa batteria, sempre carico, pezzo Striscia LED, e un connettore per collegare un router (è noioso senza Internet), un laptop e un tablet, grazie a Dio, ha la sua batteria... E questo è tutto, ora abbiamo qualcosa da fare senza un alimentatore centrale.. ..
Il circuito di carica mantiene la batteria in modalità buffer, cioè la batteria viene sempre alimentata con una tensione di un certo livello, che la mantiene carica. I produttori scrivono sulla custodia esattamente quale tensione è richiesta per la batteria. Di solito è compreso tra 13,5 e 13,8 volt. A questa tensione la batteria può essere collegata permanentemente alla rete.
Schema caricabatterieè costituito da un trasformatore di rete, uno stabilizzatore di tensione sul chip LM317 e una batteria. Il tutto è montato su un piccolo circuito stampato; il chip lm317 va installato su un radiatore.
L'impostazione consiste nell'impostare la tensione all'uscita del caricabatterie su 13,5 - 13,8 volt. Per alimentare il router, ho inoltre impostato la banca su 9 volt. Con una capacità della batteria di 7Ah. metro di striscia LED bianca e il router ha funzionato per più di 4 ore, non più controllato, le luci sono solitamente accese...
Scarica il diagramma, file circuito stampato, fonte di emergenza gruppo di continuità
Nel funzionamento ciclico la batteria viene caricata e poi scollegata dal caricabatteria. La batteria viene scaricata secondo necessità.
Nella maggior parte degli UPS (non solo negli UPS on-line), la batteria funziona in modalità buffer. Tuttavia, in alcuni UPS il caricabatterie si spegne dopo il caricamento completo. Batteria dell'UPS in questo caso si avvicina ad una modalità di funzionamento ciclica. I produttori dichiarano un aumento della durata della batteria in tali UPS. La modalità di funzionamento buffer è tipica anche dei sistemi di continuità DC, che sono ampiamente utilizzati per comunicazioni (comunicazioni), sistemi di allarme, centrali elettriche e altre industrie continue.
La modalità di funzionamento ciclico delle batterie ricaricabili viene utilizzata quando si utilizzano vari dispositivi portatili o trasportabili: luci elettriche, apparecchiature di comunicazione, strumenti di misurazione.
I produttori di batterie a volte indicano nell'elenco caratteristiche tecniche, per quale modalità operativa è destinata questa o quella batteria. Ma dentro ultimamente, la maggior parte può essere utilizzata sia in modalità buffer che ciclica.
Batterie per tutti
Le più comuni sono le batterie da 5 anni per uso generale. Possono essere utilizzati per il funzionamento buffer e ciclico e hanno una durata prevista di 5 anni. Possono essere utilizzati come batterie per UPS o altri sistemi di alimentazione di backup. Un altro utilizzo è per modellini, dispositivi portatili, giocattoli, come ad esempio monopattini per bambini. Dalla ditta CSB hanno il marchio GP (dall'inglese general use - scopo generale). Le batterie GP sono senza pretese, praticamente sigillate (possono essere utilizzate in qualsiasi posizione tranne che con i terminali rivolti verso il basso). Come le batterie degli UPS, possono durare dai 2 ai 7 anni, a seconda delle condizioni operative (principalmente la temperatura).
Batterie HR per UPS
Alcune batterie sono specificatamente posizionate dal produttore come batterie per UPS. Con la stessa massa (e talvolta le stesse dimensioni), queste batterie erogano più potenza durante scariche brevi (10-30 minuti) rispetto alle batterie convenzionali. L'aumento del tempo di funzionamento dell'UPS può essere superiore al 50% (con tempi di scarica di circa 10 minuti). Durante le scariche a lungo termine, queste “batterie UPS” non presentano vantaggi rispetto a quelle convenzionali.
CSB e alcuni altri produttori hanno batterie di questo tipo denominate HR (dall'inglese high rate - high rate, alta potenza). Naturalmente queste batterie possono essere utilizzate non solo come batterie UPS. Sono vantaggiosi da utilizzare in tutti i casi in cui è richiesto sistema compatto
alimentatore con batteria di breve durata.
batterie L. Per UPS e altro ancora. Le batterie più comuni sono quelle con una durata in modalità tampone di 5 anni. Ma vengono prodotte anche batterie con una durata utile estesa a 10 anni. Spesso hanno le stesse dimensioni e lo stesso peso delle batterie vecchie di 5 anni, ma sono notevolmente più costose. I loro nomi contengono spesso la lettera L (dall'inglese Long - lungo). In particolare CSB dispone di una serie di batterie GPL con durata 10 anni. Le batterie UPS realizzate con tali batterie funzionano effettivamente molto più a lungo: sono rallentate. Ma, come tutte le batterie per UPS (o altri sistemi di alimentazione), la GPL piace quella giusta, non piace
temperature elevate
e scariche frequenti.
Prima di installare la batteria nell'UPS. Quando acquisti una batteria, assicurati che sia posizionata sulla sua superficie superiore. esiste un adesivo del genere. È la prova di un test pre-vendita della batteria. L'adesivo garantisce che la batteria è perfettamente funzionante al momento della vendita e durerà per molti anni se utilizzata correttamente. Il massimo corretto funzionamento e l'elevata prestazione e durata della batteria è la sua carica corretta. E non importa affatto di quale modello stiamo parlando. Questo vale per entrambe le batterie alta potenza, utilizzati nell'industria, e piccole batterie inserite nei lettori e negli smartphone.
Ahimè, non tutti gli utenti dispositivi simili conoscere queste regole. Il nostro articolo ha lo scopo di aumentare l'alfabetizzazione tecnica dei clienti e funge da sorta di istruzione sull'uso delle batterie ricaricabili. E quando incontrerai problemi, ce ne saranno materiale di qualità con una descrizione di tutte le fasi importanti.
I produttori producono gran numero batterie ricaricabili: ognuna di esse ha la propria caratteristiche uniche. Ciò vale sia per la modalità operativa che per il processo di ricarica. Vengono sempre forniti modelli di alta qualità dei principali produttori istruzioni dettagliate, ma ci sono rari casi in cui tali documenti semplicemente non sono inclusi nel pacco di consegna. La ricerca degli articoli necessari su Internet non è l'attività più entusiasmante e semplicemente non c'è abbastanza tempo per farlo.
Pertanto, in questo articolo descriveremo i punti principali ricarica corretta sigillato, batterie al piombo di tipo esente da manutenzione. Sono usati come in elettrodomestici e nei gruppi di continuità. Inoltre, tutti i modelli di batterie per auto seguono lo stesso principio. Gel E batterie AGM vengono addebitati secondo queste istruzioni. Puoi applicare con successo le regole presentate per batterie di avviamento che richiedono manutenzione. Ma ci sono alcune caratteristiche che indicheremo in questo articolo.
La domanda più importante è: come caricare esattamente la batteria?
In questa sezione parleremo dei punti principali per caricare correttamente una batteria. C'è molto regola importante: vale per tutti i modelli che ci sono sul mercato, nessuno escluso. Meno volte si scarica la batteria e minore è la profondità di scarica, maggiore sarà la sua durata.
Esistono molti miti relativi al processo di ricarica. Molto spesso, gli "esperti" affermano che è necessario scaricare completamente la batteria e caricarla al massimo. Inoltre, tali "esperti" sono sicuri che scaricando periodicamente la batteria ne si aumenta la durata. Tutto questo è sbagliato: se il tuo consulente si offre di acquistare un prodotto e racconta tali favole, non andare più in questo negozio.
Se consideriamo le batterie bassa qualità, che sono fabbricati da un produttore sconosciuto, per loro il processo periodico di carica e scarica è davvero importante. Se ciò non viene fatto, tali batterie semplicemente si guastano (le piastre si dissolvono nell'acido solforico e si formano solfati). Ma soprattutto per i modelli di alta qualità modalità ottimale il lavoro è un buffer. Durante questo, le scariche vengono completamente eliminate e la batteria è sotto carico costante.
Per comprendere le regole per caricare una batteria, è necessario comprendere i concetti di base delle sue modalità operative.
La più ottimale è la modalità operativa buffer.
Non esiste un esempio più eclatante di tale modalità: un gruppo di continuità. IN Batteria dell'UPS si carica continuamente e inizia a rilasciare energia solo nei casi in cui viene a mancare l'alimentazione. rete elettrica. Non appena viene ripristinata l'alimentazione, avviene il processo di ricarica. Questo è il massimo modalità corretta funzionamento: l'utilizzo della batteria in questa modalità comporta a lungo termine servizi. I modelli più avanzati possono durare più di 12 anni. E questo è ben lungi dall'essere il limite batterie AGM nuova generazione.
Diamo un'occhiata alla modalità di funzionamento ciclico.
Un tipico esempio di ciclo della batteria è quello delle macchinine e dei sistemi automatici domestici alimentazione elettrica. Con questo tipo di funzionamento avviene un processo di scarica e carica che avviene una volta al giorno. Questa è la modalità operativa più severa: in questi casi non si parla di vita utile in termini di tempo equivalente. In questi casi viene considerata la risorsa dei cicli di lavoro. Regolare Assemblea generale le batterie ricaricabili funzionano non più di 300 cicli e i nuovi modelli - 600 cicli.
Spesso rimaniamo sorpresi dalle “tecniche” utilizzate per il funzionamento ciclico batterie per auto, destinato all'avvio dello starter. Ti avvertiamo subito: questi modelli sono progettati per un solo processo: l'avvio del motore. Successivamente, il generatore deve fornire energia da solo. Se prevedi di utilizzare una modalità operativa ciclica, le piastre si guastano rapidamente e il tuo "risparmio sui costi" finirà con un fallimento.
Come caricare le batterie in modalità buffer.
Come è noto, tensione nominale Ogni elemento in una batteria al piombo-acido è 2V. Molto spesso, per le esigenze domestiche vengono utilizzate batterie a tre e sei celle.
Durante il funzionamento buffer la tensione dovrebbe essere di 2,3 V per cella della batteria. Se consideriamo i modelli a 12 volt, questa cifra è di 13,8 V e i modelli a 6 volt - 6,9 V.
I parametri della corrente di carica dovrebbero corrispondere al 30% della capacità della batteria di 10 ore. Se stiamo parlando di gel modelli, queste cifre sono pari al 20%. Ad esempio, considera una normale batteria C10. La sua capacità è di 100 Ah, il che significa che la corrente di carica non deve superare i 30 A.
Diamo un'occhiata processo corretto ricarica di batterie che funzionano in modalità ciclica: parametri di tensione 2,45 V/el, la corrente di carica è del 20% per C10.
Durata della carica della batteria.
La durata del processo di ricarica della batteria dipende da una serie di fattori: innanzitutto dalla carica iniziale. Nei primi minuti succede ricarica rapida(accelerato), ma dopo qualche tempo il consumo di corrente diminuisce e si ferma nel momento in cui la batteria raggiunge la carica completa. Maggior parte criterio principale La carica consiste in una riduzione del consumo di corrente della batteria a 1,5 mA per ogni Ah di capacità della batteria. Se osserviamo la batteria C20, una diminuzione della corrente di carica a 200-300 mA indica che la batteria è quasi completamente carica. Per aumentare la carica al 100%, è necessario continuare il processo di ricarica con questa corrente per 1 ora.
Una batteria scarica viene caricata in 10 - 12 ore in funzionamento ciclico. In modalità buffer, queste cifre raggiungono le 40 ore. Per carica completa La batteria deve fornire il 20% di energia in più rispetto a quanto indicato nei valori nominali. Qui si applicano le leggi fisiche standard. E questi parametri sono completamente indipendenti dalla marca del produttore e dal tipo di batteria. Per dirla semplicemente in un linguaggio semplice, l'assenza di sovrasaturazione non completerà tutte le reazioni chimiche ed elettriche che avvengono nella batteria.
Ottimale indicatori di temperatura per il processo di ricarica - 20 gradi Celsius. Se la temperatura viene ridotta, il tempo di ricarica dovrebbe essere aumentato. Quando provi a caricare la batteria con basse temperature, allora tutti i tuoi sforzi tendono a zero.
La modalità buffer di ricarica della batteria è quella principale nei sistemi energetici alternativi. Da impostazioni corrette e la modalità di utilizzo dell'apparecchiatura del sistema di ricarica dipende dalle prestazioni dell'intero sistema, dall'affidabilità e dalla durata dell'apparecchiatura.
Quando si utilizzano le batterie nei sistemi di fornitura di energia alternativa come dispositivi di accumulo dell'energia elettrica, si presentano alcune difficoltà. Ciò è dovuto al fatto che la fornitura di energia elettrica avviene tramite turbine eoliche pannelli solari in modo non uniforme. Pertanto, non è sempre possibile fornire la corrente di carica necessaria per le batterie in modo che dopo un certo tempo specificato disattivare la ricarica. Per tali sistemi viene utilizzata la modalità di ricarica delle batterie tampone, quando un caricabatterie è costantemente collegato alle batterie e in qualsiasi momento è possibile collegare uno o più consumatori di energia elettrica. La modalità di carica buffer viene solitamente utilizzata per l'alimentazione di riserva di emergenza e per attenuare i carichi di picco con una fonte di alimentazione a bassa potenza. Nell'energia alternativa, la modalità di carica tampone delle batterie svolge funzioni leggermente diverse, garantendo l'alimentazione del sistema durante la fornitura intermittente di energia per caricare le batterie e fornendo la quantità di energia richiesta in caso di consumo energetico irregolare da parte dei consumatori.
Diamo uno sguardo più da vicino al diagramma sopra e al funzionamento della modalità di ricarica del buffer, ai suoi vantaggi e svantaggi. Caratteristica importante questa modalità è quella tensione di uscita il caricabatterie è impostato su circa 0,05 V - 0,1 V in più tensione massima per una batteria carica e il valore di questa tensione dipenderà dal tipo specifico di batteria. Anche le batterie all'acido diversi tipi possono avere tensioni di carica finali diverse, con la tensione ottimale che cambia leggermente al variare della temperatura della batteria. Quando il carico R n è disconnesso, la ricarica avverrà come segue: la fem del caricabatterie E z supera la fem della batteria E a ed è diretta in modo opposto alla tensione della batteria. La somma delle cadute di tensione nel circuito di carica è uguale alla somma algebrica della FEM di questo circuito. Di conseguenza, la corrente di carica dipenderà dalla differenza nell'EMF del caricabatterie e da resistenza totale un circuito costituito dalla resistenza interna del caricabatterie e della batteria.
La resistenza interna del caricabatterie R h e della batteria R a sarà considerata quasi costante. Di conseguenza, l'entità della corrente di carica dipenderà dalla differenza EMF. Le resistenze interne sono piccole, quindi se la batteria è scarica, la corrente di carica potrebbe diventare maggiore di quella consentita per una particolare batteria o caricabatterie. Pertanto, i caricabatterie sono realizzati secondo uno schema con limitazione massima di corrente e vengono utilizzati per le batterie certo tipo e contenitori. Man mano che la batteria si carica, la differenza di fem, e quindi la corrente di carica, diminuirà. Pertanto, il processo di ricarica della batteria rallenterà indipendentemente dalla potenza che la fonte di energia alternativa è in grado di fornire in questo momento e può durare fino a diversi giorni.
Se la tensione impostata sul caricabatterie è troppo alta, al termine del processo di carica chimica, energia elettrica verrà utilizzato per riscaldare la batteria e decomporre l'acqua in idrogeno e ossigeno. Per le batterie con manutenzione, ciò porterà ad una rapida diminuzione del livello dell'elettrolito. La maggior parte delle batterie esenti da manutenzione sono prodotte con la capacità di recuperare idrogeno e ossigeno nell'acqua, ma le capacità del sistema sono limitate. Se una batteria esente da manutenzione rilascia periodicamente una maggiore pressione del gas attraverso la valvola, ciò porta all'essiccazione dell'elettrolito, al rapido invecchiamento e al guasto delle batterie.
Le fonti energetiche alternative non possono sempre produrre energia sufficiente per caricare la batteria. Se il generatore eolico produce una tensione inferiore a quella della batteria, la ricarica non avviene. Il circuito del caricabatterie deve proteggere la batteria dallo scaricamento attraverso il caricabatterie e l'alternatore.
Consideriamo la modalità di scarica della batteria in assenza di corrente di carica:
In questa modalità, secondo la figura, l'interruttore SA1 è aperto e l'interruttore SA2 è chiuso. La corrente di scarica dipenderà dalla fem della batteria e dalla somma della resistenza interna ed esterna ed è determinata dalla formula:
La tensione ai terminali 1 e 2 della batteria sarà uguale alla f.e.m. della batteria meno la caduta di tensione ai capi resistenza interna:
U = E un – R un I n
La corrente attraverso il carico e la resistenza interna sono le stesse. La resistenza interna della batteria è piccola e la corrente dipende principalmente dal valore della resistenza di carico. Minore è la resistenza di carico, maggiore è il consumo di corrente e valore maggiore calo della resistenza interna e minore tensione sui terminali 1 e 2 della batteria.
Ora diamo un'occhiata alla modalità lavoro simultaneo caricabatteria e carica batteria quando i contatti SA1 e SA2 sono chiusi.
Se durante la ricarica della batteria viene collegato un carico che consuma una piccola corrente rispetto alla corrente di carica, allora una parte minore della corrente verrà utilizzata per caricare la batteria. Con una graduale diminuzione della resistenza al carico e un aumento del consumo di corrente, corrente di carica la batteria diminuirà e ad un certo valore si fermerà. La corrente consumata dal caricabatterie aumenterà, il che porterà ad un leggero calo di tensione rispetto al valore della fem della batteria. Se la corrente fornita dal caricabatterie è inferiore o uguale alla corrente, consumato dal carico, quindi in questa modalità puoi consumare energia per un tempo molto lungo. Un ulteriore aumento del consumo di corrente farà aumentare ancora di più la caduta di tensione e la batteria inizierà a rilasciare l'energia precedentemente immagazzinata. La batteria si fa carico del carico di picco maggiore. Lavoro lungo in questa modalità può portare a una scarica profonda della batteria, con conseguente diminuzione della fem della batteria. Scaricare troppo profondamente la batteria ne riduce significativamente la durata, quindi è meglio collegare il carico tramite un convertitore o altro dispositivo in grado di spegnere automaticamente il carico quando la tensione scende al di sotto livello ammissibile. Nel caso delle batterie ad acido, non è auspicabile che rimangano scariche per un lungo periodo.
Quando si utilizza la modalità di carica buffer, è necessario monitorare la fornitura di energia dalla fonte ed è consigliabile tenere conto del fatto che mentre la fonte di energia è in grado di fornire una grande quantità di energia, ma questa energia non viene consumata, quindi quando le batterie sono cariche, l'energia non si accumula, il che significa che viene persa irrimediabilmente. Se non c'è fornitura di energia da una fonte, come un mulino a vento, il consumo di energia deve essere ridotto o interrotto per non scaricare ulteriormente le batterie norma ammissibile, e avere anche una certa riserva in caso di lunghe interruzioni nella fornitura di energia.
