Зауваження по роботі акумуляторів в дизель-акумуляторної системи
Акумулятори для роботи в автономній системі електропостачання на основі рідкопаливного генератора (дизельного, бензинового або газового) як єдине джерело енергії працюють у важких циклічних режимах. Зазвичай система розраховується таким чином, щоб генератор включався не більше 1-2 рази на добу для підзарядки акумуляторів на 2-6 годин.
Зазвичай в автономних системах застосовуються герметичні свинцево-кислотні акумулятори. Це пов'язано з простотою їх обслуговування. Тому розглянемо особливості експлуатації свинцево-кислотних акумуляторів, а потім спробуємо порівняти їх з альтернативними варіантами (див. Нижче).
При виборі режимів роботи Генераторно-акумуляторної системи важливо враховувати час заряду акумуляторів. Чим сильніше ви розряджається акумулятори, тим довше потрібно їх заряджати. Наприклад, якщо ви розрядили акумулятор на 50%, тоді для того, щоб зарядити його до 75%, потрібно 3 години, а до майже 90% - 6 годин. При цьому струм заряду зменшується в міру заряду акумулятора (див. Зарядні характеристики акумуляторів).
Рис.1. Залежність часу заряду АБ від глибини розряду
Ріс.2.Тіпічние зарядні характеристики АБ
Основними причинами виходу з ладу акумуляторів в генераторному-инверторной системі є
- глибокий розряд
- хронічний недозаряд
Мало хто знає, які напруги розряду і заряду потрібно встановлювати, щоб продовжити термін служби акумуляторів в генераторної системі. Звичайні рекомендації виробників інверторів даються для режиму резервного електропостачання, коли дуже часто є можливість повністю зарядити акумулятори і навіть підтримувати їх в режимі підтримує заряду (float charge). Навіть багато установники систем не знають, як правильно налаштувати блок безперебійного живлення і які режими розряду і заряду потрібно забезпечити для того, щоб акумулятори служили довго.
Це призводить до того, що дорогі гелеві або AGM акумулятори служать менше року.
Ми теж навчалися цього методом проб і помилок, а також вивчали позитивний зарубіжний досвід.
Не завжди економічно доцільно «ганяти» генератор тільки для заряду акумуляторної батареї на останній стадії заряду. В цей час ток заряду мінімальний, і генератор працює практично на холостому ходу. Однак дуже важливо при заряді свинцево-кислотних акумуляторів регулярно заряджати їх до 90-100%. Інакше відбувається сульфатация пластин і незворотні негативні зміни в акумуляторі.
Основними методами продовжити життя акумуляторів в інверторний-генераторної системі є:
Якщо ви експлуатуєте Генераторно-акумуляторну систему, вам потрібно відкоригувати свої звички споживання енергії. Так як на початку заряду акумуляторів, вони споживають максимальний струм, то потрібно в перші 3 години заряду намагатися не включати потужні споживачі, які будуть забирати частину потужності генератора. Після 2-3 годин заряду струм заряду сильно знижується, тепер можна користуватися будь-якими приладами. Більш того, на період від 4 до 10 години заряду краще запланувати роботу потужної навантаження - наприклад, приготування їжі на електроплиті, роботу пральної машини, обігрівачів і т.п. Це потрібно для того, щоб підвищити ефективність роботи генератора - його ККД максимальний при його завантаженні близько 80% від номінальної потужності. Також, всю перераховану вище навантаження краще включати саме тоді, коли працює генератор, а не від акумуляторів - інакше акумулятори будуть швидко розряджатися і вам потрібно буде незабаром знову запускати генератор.
Використання лужних акумуляторів в генераторному-акумуляторної системі
Альтернативою свинцево-кислотних акумуляторів є лужні акумулятори з рідким електролітом. Лужні акумулятори бувають двох типів: нікель-кадмієві або нікель-металгідридні (герметичні) і нікель-залізні з рідким електролітом (типу НЖ).
До переваг цих акумуляторів можна віднести:
- Можливість глибокого (до 100%) розряду без заподіяння шкоди акумулятора
- Заряд відносно великими струмами (до 0,25 с)
- Відмінна робота при знижених температурах (до-40С)
- Менш значне в порівнянні з свинцево-кислотними акумуляторами зниження ємності при зниженні температури
- Стійкість до недозаряду. Лужні навіть краще недозаряжать - довше прослужать.
- малий саморозряд
- Великий термін служби
- Мають меншу питому вагу, ніж свііцово-кислотні
- При нижче-ванні температури проти нормальної (+ 25 °) їм-кістка лужних акумуляторів зменшується на 0,5% на кожен градус зниження температури. Тобто при 10С ємність АБ знижується на 17,5%. Це набагато кращий показник, ніж у свинцево-кислотних - приблизно 1% на кожен градус (наприклад, у гелевих акумуляторів при 10С ємність знижується на 30%. Потрібно враховувати, що зниження нелінійне, і при низьких температурах швидкість зниження ємності зростає).
Недоліки лужних акумуляторів, з якими в деяких умовах роботи можна змиритися
Нікель-залізний акумулятор ТНЖ-250
- неможливість заряду малими струмами (при заряді від генератора виставити будь-який, і навіть краще якщо струм буде великий - швидше зарядиться)
- Ефект пам'яті. Якщо лужні акумулятори розряджати не до кінця, вони втрачають ємність.
- Більший діапазон робочих напруг - від 1В до 1,75В на елемент, що для 12В акумулятора означає діапазон від 10 до 17,5В. Далеко не всі інвертори та зарядні пристрої можуть працювати в такому діапазоні напруг. При цьому при низькій напрузі на вході інвертора майже завжди його вихідна потужність знижується.
- Більш низький ККД заряду - близько 55% проти 80% у свинцево-кислотних. Однак при заряді від генератора це не так важливо, тому що в другій частині заряду струм заряду сильно зменшується, а генератор все одно потрібно залишати працюючим. Якщо при цьому немає іншого навантаження на генератор, він працює неефективно.
- Необхідність обслуговування. Зазвичай, щорічно потрібно міняти електроліт. Також, потрібна деяка кваліфікація персоналу для обслуговування акумуляторних батарей
- На відміну від граматичних свинцево-кислотних акумуляторів, лужні вимагають спеціального вентильованого приміщення для зберігання і роботи. Ми не розглядаємо тут герметичні нікель-кадмієві акумулятори - вони в кілька разів дорожче. Проте, лужні акумулятори при роботі виділяють меншу кількість шкідливих газів і випарів, ніж свинцево-кислотні з рідким електролітом.
Електролітом лужних акумуляторів є розчин їдкого калію КОН з питомою вагою 1,18-1,20.
На початку заряду батареї лужних акумуляторів на кожен акумулятор подають близько 1,55В, потім напруга поступово збільшують і доводять його в кінці заряду до 1,75-1,8 В. В цьому відмінність від режимів заряду свинцево-кислотних акумуляторів, які на початку заряджаються максимальним струмом 0,2-0,3С, а потім при постійній напрузі 2,4 В / елемент. Відповідно, якщо ми маємо акумулятор з номінальною напругою 12В, на другій стадії заряду для лужних акумуляторів потрібна напруга 17,5-18В - таку напругу забезпечують не всі зарядні пристрої ББЖ. Тому зазвичай в системі використовуються лужні акумулятори зі зниженим напругою - наприклад, для 12В не 10, а 9 елементів, тобто з номінальною напругою 10,8 В. При такій напрузі максимальна потужність інвертора знижується, отже, для забезпечення однакової потужності потрібно брати інвертор на 20% могутніше, ніж якби він працював від свинцево-кислотних акумуляторів.
Напруга зарядженого лужного акумулятора, відключеного від зарядного агрегату, со-ставлять 1,25-1,3 В. Це приблизно відповідає напрузі зарядженого свинцево-кислотного акумулятора.
Розряджати лужної акумулятор можна тільки до напруги 1,0-1,1В. Якщо брати 10 банок для 12В акумулятора, то звичайне захисне відключення більшості інверторів 10,5 цілком підходить.
Все вищезазначене дозволяє зробити висновок, що в окремих випадках використовувати лужні акумулятори вигідніше, ніж свинцево-кислотні. Таким випадком є Генераторно-акумуляторна система, в якій генератор є єдиним джерелом енергії. При цьому при застосуванні лужних нікель-залізних акумуляторів є такі вимоги і особливості експлуатації
- Необхідно мати окреме вентильованому приміщенні
- Необхідно обслуговувати акумулятори та щорічно замінювати в них електроліт
- Зарядний пристрій повинен мати широкий діапазон регулювання напруги (від 9,5 до 17-18В)
- Інвертор повинен мати більш широкий робочий діапазон по вхідній напрузі
- Інвертор потрібно вибирати з 20% запасом по номінальній потужності, тому що від працюватиме при знижених вхідних напругах.
- Для того, щоб забезпечити сумісність із зарядними пристроями для свинцево-кислотних акумуляторів, потрібно використовувати меншу номінальну напругу акумулятора (наприклад, 10,8 проти 12,5 В у свинцево-кислотних).
Наша практика показує, що в 90% випадків все-таки доцільніше застосовувати спеціальні свинцево-кислотні акумулятори глибокого циклирования (див. Вище).
Додаткова інформація по нікель-залізних акумуляторів:
продовжити читання
