Як безпечно користуватися акумулятором?
Для безпечної експлуатації акумуляторної батареї необхідно дотримуватись наступних правил:
1. Не створювати короткого замикання між клемами батареї, оскільки значний струм короткого замикання зарядженої батареї може розплавити контакти клем і нанести термічний опік.
2. Не зберігати батареї в розрядженому стані. В даному випадку проходить сульфатація електронів і батарея значно зменшує свою ємність.
3. Підключати акумуляторну батарею до приладу дотримуючись полярності. Заряджена батарея має достатній запас енергії якої достатньо, щоб прилад став несправним у разі недотримання полярності.
4. Не розкривати корпус батареї. Електроліт, що міститься в батареї може призвести до хімічного опіку шкіри.
5. Утилізувати відслужившу свій термін батарею у відповідності до правил утилізації для приладів, що містять важкі метали.
Технічні характеристики акумуляторних батарей
Найбільш важливим показником якості АКБ являється: ємність, напруга, габарити, вага, допустима глибина розряду, термін служби, ККД, діапазон робочих температур, допустимий струм заряду і розряду а також вартість. Потрібно, ще враховувати, що всі характеристики виробник дає при певній експлуатації в певних температурних режимах – зазвичай 20 або 25°С. При відхилені від даного температурного діапазону характеристики акумулятору змінюються, зазвичай в гіршу сторону.
Значення напруги і ємності зазвичай входять в назву моделі акумулятора. Наприклад акумулятор GPL 12-200/ Ventura має напругу 12 вольт і ємність 200 ампер*годин. Це значить, що батарея може видати в навантаження енергію 12х200=2400Вт*год при 10 годинному розряді струмом в 1/10 від ємності. При більших струмах і швидшому розряді ємність батареї знижується. При менших струмах – зазвичай збільшується. Також потрібно дивитися на розрядні характеристики конкретної моделі батареї. Інколи виробники в назвах пишуть завищену ємність акумуляторної батареї, яка насправді має на 10-20% нижчі показники. Тому при виборі акумуляторної батареї потрібно орієнтуватися на бренд, ціну а також постачальника даних акумуляторів. Зазвичай хороші брендові акумулятори коштують дорожче чим їх так звані клони. Постачальник повинен мати позитивні відгуки від клієнтів, та певний досвід роботи з акумуляторними батареями. Підприємство «Елкомсервіс» має кваліфікований штат робітників, які грамотно проконсультують та підберуть акумуляторну батарею саме під ваші потреби.
При розряді струмом в 0,1 С термін роботи складає 10 годин за цей час батарея повністю втратить акумульовану енергію. При розряді струмом 2 С (в 20 разів більшим) термін роботи буде близько 15 хвилин (1/4 години) і при цьому батарея видасть в навантаження тільки половину акумульованої енергії. При більших струмах розряду дане значення ще менше. Зазвичай в джерелах безперебійного живлення акумуляторні батареї працюють в ще більш важких умовах, при яких струми розряду досягають 4 С. При цьому термін розряду рівний 5 хвилинам і батарея видасть в навантаження менше 40% енергії.
Що таке ємність батареї?
Кількість енергії, що може бути збережена в батареї, називається її ємністю. Вона вимірюється в ампер-годинах. Одна батарея ємністю 100 А*год може підтримувати навантаження струмом 1 А протягом 100 годин. На риночному сегменті продаються батареї ємністю від 1 до 2000 А*год.
Для підвищення терміну служби свинцево-кислотного акумулятору бажано використовувати тільки малу частину його ємності до повторної зарядки. Кожен процес заряду-розряду називається зарядним циклом, при чому не обов’язково повністю розряджати акумулятор. Наприклад, якщо ви розрядили акумулятор на 5 чи 10%, а потім знову зарядили його – то це теж вважається як один цикл. Звичайно, кількість можливих циклів буде сильно різнитися при різній глибині розряду.
Якщо можливо використовувати більше 50% енергії, що акумулюється в батареї, без значного погіршення її параметрів, то така батарея називається «батарея глибокого розряду».
При перезаряджуванні батареї є можливість її пошкодити. Тому перед заряджанням акумулятора потрібно ознайомитися з інструкцією для даного акумулятору. Багато фотоелектричних батарей має «м’яке» навантаження, тому при збільшенні напруги зменшується струм заряду. Тому завжди потрібно використовувати спеціальний контролер заряду для сонячних батарей. У випадку використання вітрогенераторів або міні ГЕС, наявність контролерів теж обов’язкова.
Яка повинна бути напруга акумулятора?
Напруга на акумуляторі найчастіше вважається основним параметром за яким можна судити про стан і ступінь зарядки акумуляторної батареї. Особливо це відноситься до герметизованих акумуляторів, в яких неможливо виміряти щільність електроліту.
Напруга заряду і розряду сильно відрізняються. Для визначення ступеню зарядки акумулятора вимірюють напругу на його клемах при відсутності як зарядного, так і розрядногу струму на протязі як мінімум 3-4 годин. За даний проміжок часу напруга встигає стабілізуватися. Значення напруги при зарядці чи розряду нічого не скаже про стан і ступінь зарядки АКБ. AGM батареї повністю заряджені якщо напруга складає 13-13,2 В, в акумуляторах з рідким електролітом 12,5-12,7 В – для 12 вольтових акумуляторних батарей.
Що таке ступінь зарядженості акумулятора?
Ступінь зарядженості залежить від багатьох факторів, і точно її виміряти тільки спеціальні зарядні прилади з пам’яттю і мікропроцесором, які відслідковують як заряд так і розряд конкретного акумулятора на протязі декількох циклів. Даний метод найбільш точний але і найдорожчий. Однак він може зекономити багато грошей при обслуговувані та заміні акумуляторів. Використання спеціальних приладів, що контролюють роботу акумулятора по ступеню його заряду, дозволяє достатньо збільшити термін служби свинцево-кислотних акумуляторів.
Як дізнатися про ступінь зарядженості АКБ?
1. Напруга на акумуляторі. Даний метод не досить точний, але для його втілення потрібен лише цифровий вольтметр, що може вимірювати десяті та соті долі вольту. Перед вимірюванням потрібно від’єднати від акумулятора всіх споживачів і всі зарядні пристрої і зачекати мінімум 3 години. Потім можна виміряти напругу на терміналах акумулятора. Для повністю зарядженої нової AGM або гелевої батареї напруга повинна складати 13-13,2 В (для стартерних батарей з рідким електролітом 12,5-12,7 В). По мірі старіння акумулятора дана напруга буде зменшуватись.
2. Другий метод визначення ступеню зарядженості – за щільністю електроліту. Даний метод підходить тільки для акумуляторів з рідким електролітом. Також потрібно зачекати пару годин перед вимірюванням. Для вимірювання використовується аерометр. Обов’язково потрібно надягнути резинові рукавички і захисні окуляри! Під час вимірювання потрібна наявність харчової соди на випадок коли електроліт потрапить на шкіру.
Який термін роботи акумуляторних батарей?
Не зовсім точно визначати термін служби акумуляторів роками або місяцями. Термін служби батареї визначається числом циклів заряд-розряд і значно залежить від умов його експлуатації. Чим глибше розряджається акумуляторна батарея, чим більше часу вона знаходиться в розрядженому стані, тим менше число можливих циклів роботи.
Саме поняття «кількість робочих циклів «заряд-розряд» акумулятора» відносне, так як сильно залежить від різних факторів. Крім того значення кількості робочих циклів, наприклад для одного типу акумулятора, не являється універсальним поняттям, так як залежить від технології, що різниться в кожного з виробників. Термін служби визначається в циклах, тому період роботи в роках – приблизне і розраховане для типових умов роботи. Тому, якщо, наприклад, в рекламі вказано, що термін служби акумуляторів складає 12 років, то це значить, що виробник порахував термін служби для буферного режиму з середнім числом циклів заряд-розряд.
Ще один важливий момент - в процесі експлуатації корисна ємність акумулятора зменшується. Всі характеристики по кількості циклів, зазвичай проводять 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 значить, що після 600 ідеальних циклів (тобто при температурі 20°С і розряді струмом однієї величини, зазвичай 0,1 С) корисна ємність акумулятора буде 60% від початкової. При такій втраті ємності рекомендують замінювати акумулятор.
Свинцево-кислотні АКБ, призначені для використання в системах автономного електропостачання, мають термін служби від 300 до 3000 циклів в залежності від типу і глибини розряду. В системах на базі альтернативних джерел енергії батарея може розрядитися набагато швидше, чим при буферному режимі. Для забезпечення довгого терміну служби, в типовому циклі, розряд не повинен перевищувати 20-30% ємності АКБ, а глибокий розряд не більше 80% ємності. Дуже важливо одразу після розряду заряджати свинцево-кислотні акумуляторні батареї. Довге знаходження (більше 12 год) в розрядженому або не повністю зарядженому стані призводить до непоправимих втрат технічних характеристик.
Як визначити, що акумулятор вже близький до завершенню свого терміну служби?
Дуже просто – в акумулятора підвищується внутрішній опір, це приводить до швидкого росту напруги при заряді (і, відповідно, зниження часу, що потрібен для заряду), і більш швидкому розряду акумулятора. Якщо заряд проводиться током, що близький до гранично допустимого, «помираючий» акумулятор буде нагріватися при зарядці сильніше чим раніше.
Які максимальні струми заряду і розряду акумулятора?
Струми заряду і розряду будь якої акумуляторної батареї вимірюється відносно до її ємності. Зазвичай для акумуляторів максимальний струм заряду не повинен перевищувати 0,2-0,3С. Перевищення зарядного току приводить до скорочення терміну служби акумуляторів. Рекомендується виставляти максимальний струм заряду не більше 0,15-0,2С. Для більш точної інформації щодо певного акумулятора потрібно дивитися інструкцію по його експлуатації.
Що таке саморозряд?
Явище саморозряду характерне в більшій або меншій мірі для всіх типів акумуляторів і полягає в втраті ними своєї ємності після того, як вони були повністю зарядженими і при відсутності зовнішнього споживача струму.
Для кількісної оцінки саморозряду акумулятора зручно використовувати втрачену ним за певний проміжок часу ємність, що виражена в процентному відношенні, до значення отриманого одразу ж після заряду. За проміжок часу, як правило приймають час рівний одній добі або одному місяцю. Саморозряд в герметизованих свинцево-кислотних акумуляторах значно зменшений і складає 40% в рік при 20 °С і 15% при 5 °С. При більш високих температурах зберігання саморозряд збільшується: при 40 °С акумулятори лишають 40% ємності за 4-5 місяців.
Слід відмітити, що саморозряд акумуляторів максимально активний в перші 24 год після зарядки, а потім значно зменшується. Глибокий його розряд і наступний заряд збільшують хід саморозряду.
Саморозряд акумуляторів в основному обумовлений виділенням кисню на позитивному електроді. Даний процес ще більше посилюється при підвищенні температури. Так, при підвищенні навколишньої температури на 10 градусів по відношенню до кімнатної можливе збільшення саморозряду в два рази.
В деяких випадках саморозряд залежить від якості використовуваних матеріалів, технологічного процесу виготовлення, типу і конструкції акумулятора. Втрата ємності може бути викликана пошкодженням сепаратору, коли утворення кристалів, що злиплися, пробивають сепаратор. Сепаратором прийнято називати тонку пластину, що відокремлює позитивні від негативних електронів. Це найчастіше трапляється під час неправильного обслуговування акумулятора, його відсутності або використання невідповідних або неякісних зарядних пристроїв. У зношеного акумулятора пластинки електронів розбухають і злипаються один з одним, що призводить до підвищеного саморозряду, при цьому пошкоджений сепаратор неможливо відновити проведенням циклів заряд-розряд.
Що таке ємність акумулятора?
Ємність (С) –енергія, що може віддати акумулятор в навантаження, виражається в ампер-годинах (А*год, мА*год). Вона буде більшою у наступних випадках: меншому струмові розряду, розряду з меншими переривами, задовільній температурі навколишнього середовища (20 °С), а також більш низькій кінцевій напрузі.
Що таке номінальна ємність акумулятора?
Номінальна ємність - номінальне значення ємності: кількість енергії, яку може віддати повністю заряджений акумулятор при розряді в строго обумовлених умовах.
Що таке саморозряд?
Саморозряд – втрата ємності при відсутності зовнішнього споживача.
Термін зберігання
Термін зберігання – максимальний період часу, протягом якого акумуляторна батарея може зберігатися при відповідних умовах, не потребуючи додаткового заряду.
