суббота, 10 марта 2018 г.

Щелочные аккумуляторы с жидким электролитом в автономных системах электроснабжения

Щелочные аккумуляторы бывают двух типов: никель-кадмиевые или никель-металгидридные (герметичные) и никель-железные с жидким электролитом (типа НЖ).

К достоинствам этих аккумуляторов можно отнести:
- Возможность глубокого (до 100%) разряда без причинения вреда аккумулятору
- Заряд относительно большими токами (до 0,25С)
- Работа при пониженных температурах (до -40С)
- Менее значительное по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами снижение емкости при снижении температуры
- Стойкость к недозаряду. Щелочные даже лучше недозаряжать — дольше прослужат.
- Малый саморазряд
- Большой срок службы
- Имеют меньший удельный вес, чем свинцово-кислотные
- При пониже­нии температуры против нормальной (+25°) ем­кость щелочных аккумуляторов уменьшается на 0,5% на каждый градус понижения температуры. Т.е. при -10°С емкость АКБ снижается на 17,5%. (у свинцово-кислотных АКБ - примерно минус 1% на каждый градус
Это гораздо лучший показатель, чем у свинцово-кислотных — примерно -1% на каждый)

Недостатки щелочных аккумуляторов, с которыми в некоторых условиях работы можно смириться
- Невозможность заряда малыми токами (при заряде от генератора выставить любой, и даже лучше если ток будет большой — быстрее зарядится)
- Эффект памяти. Если щелочные аккумуляторы разряжать не до конца, они теряют емкость.
- Больший диапазон рабочих напряжений — от 1 В до 1,75 В на элемент, что для 12 В аккумулятора означает диапазон от 10 до 17,5 В. Очень немногие инверторы и зарядные устройства могут работать в таком диапазоне напряжений. При этом при низких напряжениях на входе инвертора почти всегда его выходная мощность снижается.
- Более низкий КПД заряда — около 55% против 80% у свинцово-кислотных. Однако при заряде от генератора это не так важно, так как во второй части заряда ток заряда сильно уменьшается, а генератор все равно нужно оставлять работающим. Если при этом нет другой нагрузки на генератор, он работает неэффективно.
- Необходимость обслуживания. Обычно, ежегодно нужно менять электролит. Также, требуется некоторая квалификация персонала для обслуживания аккумуляторов
- В отличие от герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов, щелочные требуют специального вентилируемого помещения для хранения и работы. Тем не менее, щелочные аккумуляторы при работе выделяют меньшее количество вредных газов и испарений, чем свинцово-кислотные с жидким электролитом.

Электролитом щелочных аккумуляторов является раствор едкого калия КОН с удельным весом 1,18-1,20.
В начале заряда батареи щелочных аккумуляторов на каждый аккумулятор подают около 1,55 В, затем напряжение постепенно увеличивают и доводят его в конце заряда до 1,75-1,8 В. Соответственно, если мы имеем аккумулятор с номинальным напряжением 12 В, на второй стадии заряда для щелочных аккумуляторов нужно напряжение 17,5-18 В — такое напряжение обеспечивают не все зарядные устройства. Поэтому обычно в системе используются щелочные аккумуляторы с пониженным напряжением - например, для 12 В не 10, а 9 элементов, т.е. с номинальным напряжением 10,8 В. При таком напряжении максимальная мощность инвертора снижается, следовательно, для обеспечения одинаковой мощности нужно брать инвертор на 20% мощнее, чем если бы он работал от свинцово-кислотных аккумуляторов.

Напряжение заряженного щелочного аккуму­лятора, отключенного от зарядного агрегата, со­ставляет 1,25-1,3 В. Это примерно соответствует напряжению заряженного свинцово-кислотного аккумулятора.

Разряжать щелочной аккумулятор можно только до напряжения 1,0-1,1 В. Если брать 10 банок для 12 В аккумулятора, то обычное защитное отключение большинства инверторов 10,5 В вполне подходит.

Все вышеперечисленное позволяет сделать вывод, что в отдельных случаях использовать щелочные аккумуляторы выгоднее, чем свинцово-кислотные. Таким случаем является генераторно-аккумуляторная система, в которой генератор является единственным источником энергии.
При этом при применении щелочных никель-железных аккумуляторов есть следующие требования и особенности эксплуатации
- Необходимо иметь отдельное вентилируемое помещение
- Необходимо обслуживать аккумуляторы и ежегодно заменять в них электролит
- Зарядное устройство должно иметь широкий диапазон регулирования напряжения (от 9,5 до 17-18В)
- Инвертор должен иметь более широкий рабочий диапазон по входному напряжению
- Инвертор нужно выбирать с 20% запасом по номинальной мощности, т.к. от будет работать при пониженных входных напряжениях.
- Для того, чтобы обеспечить совместимость с зарядными устройствами для свинцово-кислотных аккумуляторов, нужно использовать меньшее номинальное напряжение аккумулятора (например, 10,8 В против 12,5 В у свинцово-кислотных).

Комментариев нет:

Отправить комментарий