Pb-Sav újratölthető elektromos akkumulátorok; Elektronika-Ma
Hibrid akkumulátor: Pb-sav + ultrakondenzátor = ultrahangos akkumulátor
Az elektromos akkumulátor tárolóeszköz
elektromosság vegyi energia formájában. A folyamat megfordítható, így amikor a fogyasztó csatlakozik az akkumulátor pólusaihoz, a kémiai energia áram formájában szabadul fel. Az elsődleges elektromos akkumulátor egyszer használatos akkumulátor, és nem tölthető fel, kimerülésig használható. A másodlagos elektromos akkumulátor, más néven akkumulátor, újratölthető. Az akkumulátor felépítése egy vagy több cellán alapulhat. A nagyméretű akkumulátorok kisebb akkumulátorokból állnak, amelyek sorba vannak kapcsolva a nagyfeszültség elérése érdekében, vagy párhuzamosan vannak csatlakoztatva a nagy áram kisüléséhez. Több akkumulátor soros vagy párhuzamos csatlakoztatása a szabály betartásával történik: az elemeknek újaknak, első feltöltéssel és azonos típusúaknak (kapacitás, feszültség) kell lenniük. .
Az ólom-sav akkumulátorok a legkülönbözőbb alkalmazásokban a leggyakrabban használt elemek, mivel robosztusak, elfogadható áron nagy energiát vagy energiát adnak, és jelenleg zárt kivitelben, biztonsági szelepekkel gyártják, és nem igényelnek karbantartást. 1859-ben Gaston Plante francia fizikus feltalálta a járművekben a mai napig használt Pb-Acid akkumulátor gyakorlati változatát. Az ólom-savas elemek kénsav és víz oldatába merített ólomalapú lemezekből vagy ólomötvözetekből állnak. Minden lemeznek van egy rácsa, amelyhez az aktív anyag kapcsolódik. Az ólomoxid aktív anyagként a negatív lemezhez, az ólom pedig a pozitív lemezhez kapcsolódik. Minden negatív tábla össze van kötve
együtt az elektródon (-) és az összes pozitív lemez össze van kötve az elektródon (+). A tárolt energia mennyisége arányos az elektródák felületével és vezetőképességével. A nanotechnológia kutatói több mint tízszeresére növelték a felületet a szén nanocsövek segítségével (Joel Schindall, az MIT elektrotechnikai professzorának vezetésével készült projekt - Massachusetts Institute of Technology, 2009. szeptember). Egy cm2 vezetőlemez nanocsövekkel borítva kb. 50 000 cm2, szemben 2000 cm2-rel, kereskedelmi célú ultrakondenzátorban szén felhasználásával. A rendkívül tiszta szén nanocsövek szintén rendkívül vezetőképesek, ezért növelniük kell a kimenő teljesítményt a meglévő ultrakondenzátorok teljesítményéhez képest. A szén nanocsövek technológiája hozzájárul a lapos és rugalmas elemek fejlesztéséhez, a tűhalom méretétől a szőnyeg méretéig, felhasználva a szokásos elektrokémiai anyagokat és a paszta elektródák készítésének folyamatát (NJIT - New Jersey Institute of Technology, 2013. november) ). Az alapvető felhasználási területek a következők: autó (elektromos motorok indító és meghajtó akkumulátorai, biztonsági tápegység (UPS-ben), napenergia tárolása.
A Pb-sav akkumulátorok típusai
jegyzet.
A Commonwealth Tudományos és Ipari Kutatási Szervezet (CSIRO) által feltalált UltraBattery® technológiát autóipari alkalmazásokra engedélyezték a japán Furukawa Battery Co Ltd. és az Eastern Penn Manufacturing Co. Inc. Észak-Amerikában. www.ultrabattery.com
Az újratölthető elemek jellemzői az alkalmazás megválasztása alapján:
(1) Nyitott áramkör kapocsfeszültség (V)
(2) Feszültség a terhelő kapcsokon (V)
(3) Minimális elérhető feszültség (V)
(4) Kapacitás (Ah)
(5) Legnagyobb kisülési áram (A)
(6) A kirakodási/rakodási ciklusok száma
(7) Fajlagos energia (Wh/kg)
(8) Becsült élettartam
(9) Tömítés mértéke
(10) Munkahelyzet
(11) Üzemi hőmérséklet-tartomány
(12) Méretek, súly
(13) Karbantartási követelmények
Más típusú újratölthető elemek
Ha az akkumulátor nincs csatlakoztatva, a töltés két lépésben történik.
Miután leválasztotta a töltőről, körülbelül 15 perc múlva, egy 12 V-os akkumulátor, amelyet normál 20ºC hőmérsékleten tároltak, és töltés nélkül, a kapcsokon feszültséggel rendelkezik, amely jelzi a tényleges töltöttségi állapotot: 100% - 12,65V, 75% - 12,45V, 50 % - 12,25 V, 25% - 12,05 V, 0% - 11,90 V. Az akkumulátor feszültsége a hőmérséklettől is függ.
Jegyzet. Ha az akkumulátort leválasztják a töltőről, tárolják vagy hosszú ideig nem használt eszközben hagyják, akkor töltés nélkül is lemerül (2-3 hónap alatt). A régóta parkoló járművek (autók, csónakok stb.) Akkumulátorait úszó töltéssel kell fenntartani, amelyet egy kis napelem segítségével, mint fotovoltaikus generátor (kevesebb mint 4 W) lehet véglegesen az akkumulátorhoz csatlakoztatni a szivargyújtóval.
3. lépés: Úszó töltés: Ha az akkumulátor továbbra is a töltőn van, váltson úszó töltésre.
A töltési feszültség 13,0 V és 13,8 V között csökken, és állandó marad, miközben az áram az akkumulátor kapacitásának 10% -a alatt csökken. Ez a mód használható a teljesen feltöltött akkumulátor hosszú ideig tartó megtartására.
A 8 lépéses betöltés az optimalizált betöltés. Az 1. lépésben áramimpulzus-töltést alkalmaznak, hogy helyreállítsák a kémiai tulajdonságokat egy rég nem használt akkumulátoron (deszulfatálás). A 2., 3., 4. lépés után (ömlesztett, állandó áram, állandó feszültség - jellemző a töltésre 3 lépésben) az elemzés 5. szakaszába lépünk, amelyben 2 perc töltés után a feszültségváltozás mérésével meghatározzuk az akkumulátor állapotát. Például. a 12 V-os akkumulátoron, ha a feszültség 2 perc múlva 12,6 V alatt van, folytassa a felújítás 6. szakaszát nagyfeszültséggel (Vboost = 14,4 V). A 7. lépés 100% -os terhelés (lebegő szint) elérése. A 8. lépés a karbantartás. A 8 lépéses betöltésből származik az optimalizált 5 lépéses betöltés.
Külön megjegyzés.
A kalcium-ólom ötvözetű elektródákat tartalmazó akkumulátorok jobban ellenállnak a rezgéseknek és az ütéseknek, de az ötvözethez kalcium hozzáadása körülbelül 0,4 V-kal növeli a hidrogéngáz előfordulásának feszültségét, illetve 14,4 V-ról 14,8 V-ra. Ez azt jelenti, hogy a töltési feszültséget 14,8 V-ra kell növelni, de az igazi probléma az autóalkalmazásokban jelentkezik, ahol a generátor által adott feszültség 14,4 V-ra van beállítva. Ha a Pb-sav akkumulátorokat új Pb-kalcium-sav vagy Pb-ezüst-kalcium-sav akkumulátorokra cseréli, akkor a jelenlegi autós töltőrendszer 14,4 V-os feszültsége nem elegendő az akkumulátor teljes feltöltéséhez. Kiderült, hogy az akkumulátor állandó kisütési állapotban marad, ez az akkumulátor szulfatálásához és a folyékony elektrolit rétegződésének lehetőségéhez vezet. Végül az akkumulátor nem biztosítja a megadott maximális áramot és az Ah kapacitást sem, amelyen az alkalmazás alapul. Ezért a felhasználók felfogása, hogy: a modern technológiával rendelkező akkumulátorok nem tartanak olyan sokáig, mint becsülték. Az ok valójában krónikus terhelés alatt áll.
c) Napelem és akkumulátor töltésvezérlő. Nagy teljesítményű töltési rendszerek érhetők el a Steca Tarom napelemes töltésvezérlő (hibrid fotovillamos rendszerek) és a Steca EFOY Pro égéstárcsa kombinációjaként, mint tartalék generátor az elektromos hálózathoz való hozzáférés nélküli területeken. A Meanwell TN-1500 és TN-3500 szinuszos inverterek funkciója a Pb-sav akkumulátorok töltése a váltóáramú hálózatról (100Ah - 400Ah akkumulátorok: 12V/24V/48V töltés 25A/12A/6A esetén) vagy a napelemről (25V/45V/75V, max. 30A).
e. Az USB 2.0 portok, amelyek 500 mA-t, az USB 3.0 pedig 900 mA-t biztosítanak PC-forrásból. Számos USB 2.0-s PC-n a korlátozás az 500mA teljes áramra vonatkozik, összegezve a PC összes portjára. 2010 óta megnövelték a jelenlegi korlátokat az USB-portok számára, amelyek észlelik és töltik az akkumulátorokat, lehetővé téve ezáltal a nagysebességű kommunikációt 1,5A (maximum 5A) áram leadásával egyidejűleg.
• 1. profil: 5V @ 2.0A
• 2. profil: 5V @ 2.0A vagy 12v @ 1.5A
• 3. profil: 5V @ 2.0A, 12V @ 3A
• 4. profil: 5V @ 2.0A, 12V vagy 20V @ 3A
• 5. profil: 5V @ 2.0A, 12V vagy 20V @ 5A
f) Töltőteljesítmény átadása mágneses vagy elektromos mezővel (vezeték nélküli). Az átvitel Faraday indukciós törvényén alapszik, amely vagy két tekercs közötti változó mágneses térrel, vagy egy kondenzátor lemezei között változó elektromos térrel kapcsol össze. Az áramforrás által kibocsátott energiaimpulzusokat a közeli fogyasztó fogadja, majd kijavítja és kondicionálja, hogy egyenáramú energiát állítson elő az alacsony fogyasztású hordozható eszközök (5–10 W) akkumulátorainak feltöltésére.
Az akkumulátortöltő kiválasztása
A megfelelő töltés állandó áram mellett, szakaszosan történik, szabályozva az akkumulátor feszültségét és hőmérsékletét, hogy maximalizálja az akkumulátor kapacitását és élettartamát. Számos alkalmazás megköveteli az akkumulátor használatát a fogyasztók áramellátásához, és egyidejűleg biztosítja az akkumulátor feltöltését (pl. Napelem vagy egy mezőben üzemelő üzemanyagcella feltöltése). Ezért egy töltő magában foglalhatja annak az áramkörnek a működését is, amelyből áramot vesz az akkumulátor kisütése.
PB-600 Meanwell, 600 W-os töltő, 2/3/8 fokozatban Pb-Acid 12V, 24V, 48V akkumulátorokhoz. variációk:
PB-600-12, kimenet 14.4V, 0… 40.0A, hatékonyság 86%
PB-600-24, kimenet 28.8V, 0… 21.0A, hatékonyság 87%
PB-600-48, 57,6 V kimenet, 0… 10,5 A, hatékonyság 89%
A PB-1000 nagyobb áramokhoz használható
Meanwell, 1000 W-os töltő, 2/3/8 fokozatban 12V, 24V, 48V Pb-sav akkumulátorokhoz. variációk:
PB-1000-12, kimenet 14.4V, 0… 60.0A, hatékonyság 85%
PB-1000-24, kimenet 28.8V, 0… 34.7A, hatékonyság 88%
PB-1000-48, 57,6 V kimenet, 0… 17,4 A, hatékonyság 89%
Az újratölthető akkumulátort tartalmazó alkalmazás sémáját úgy kell kiszámítani, hogy ezzel egyidejűleg biztosítsa a fogyasztó által igényelt áramot, valamint hogy az akkumulátor töltöttségi állapotában a kapacitás 100% -ához közel maradjon. Alapvetően az akkumulátor simítja az energiafogyasztást. Az egyik ilyen eset egy DC/AC inverter tápellátása egy napelemről.
Helyhez kötött töltők:
sorozat PB-300/PB-360/PB-360P/PB-600/PB-1000
sorozat ESC-120/ESP-120/ESC-240/ESP-240 .
Hordozható töltők:
sorozat PA-120/PB-120/PB-230,
sorozat GC30B/GC30U/GC30E/GC120/GC160/GC220/GC330
A terheléskezelést mikroprocesszor vezérli. Univerzális bemenet 90… 264Vac, PFC. Védelem: polaritásváltás, rövidzárlat, túlfeszültség és túlmelegedés (NTC érzékelő mellékelve).
A töltési grafikon megváltoztatható, a távoli üzemi állapot jelzésre kerül, távoli indítás/leállítás, ventilátor töltési áram által vezérelt fordulatszámmal, -20… + 60 ° C üzemi hőmérséklet Megfelel a biztonsági és EMC szabványoknak, 3 év garancia.
Fontos jegyzet.
Az elemek felrobbanhatnak
Ez egy veszélyes helyzet, ha az egyik ok bekövetkezik:
1. Zárja rövidre az akkumulátort. Ha az akkumulátorban lévő elemek rövidzárlatosak, az áram gyorsan felszabadul. A régi elem lemezein lévő hősokk megszakítja őket, és rövidzárlatot okoz. Az elektrolit forrni kezd, és az akkumulátor felrobban.
2. Az akkumulátor túlterhelése. Az akkumulátor túltöltésekor a töltési feszültség a gázfeszültség fölé emelkedik, és felesleges hidrogén keletkezik. A 12 V-os ólom-savas akkumulátor gázfeszültsége szobahőmérsékleten közel 14,3 V-hoz. A sérült vagy romló sejteknek kisebb az ellenállása, mint a jó sejteknek. Tehát magasabb feszültség fordul elő a jó cellák mentén, és növelheti a feszültséget a gázfeszültség szintje felett. Az ebből előállított hidrogén rekombinálódik, ha az elemeket lezárják, de néha a hidrogén folyékony elektrolittal távozhat az ólom-sav akkumulátorokból, ami tűzhöz és robbanáshoz vezethet, ha szikra jelenik meg.
ECAS
ELEKTRO ellátást és technikai támogatást nyújt minden típusú napelemes eszközhöz és alkatrészhez: generátorok, töltésszabályozók, újratölthető akkumulátorok, inverterek, kábelek és csatlakozók, félvezetők (a napmezőre jellemző diódák és integrált áramkörök), LED-ek és LED-világító eszközök- gyűlöl.
ECAS
ELEKTRO a MEAN WELL termékek hivatalos forgalmazója.