Циклический и буферный режимы работы АКБ
Буферный режим (плавающий, поддерживающий, standby, float use) — такой режим работы аккумуляторных батарей является самым «мягким», батарея находится на постоянной подзарядке и очень редко получает глубокий разряд.
В таком режиме аккумулятор прослужит вам максимально долго и при этом в любой момент времени будет заряжен и в полной боеготовности.
Самое распространенное применение такого режима используется в Источниках Бесперебойного Питания: если питание по сети исправно — аккумулятор постоянно поддерживает заряд, а при перебоях в сети и в моменты полного пропадания сети — аккумулятор начинает отдавать накопленную энергию.
-
Сфера применения при буферном режиме:
- источники бесперебойного питания (ИБП)
- системы аварийного освещения
- лифты
- пожарные и охранные системы
- контрольно-кассовые аппараты
Циклический режим (cycle use) работы АКБ уже более «жёсткий». В этом режиме её полностью разряжают, потом ставят на зарядку и после заряда снова отправляют в бой.
С каждым таким циклом «заряд-разряд» свойства батареи постепенно деградируют и общий срок службы в таком режиме эксплуатации будет сильно зависеть от глубины разряда аккумулятора. Большинство свинцово-кислотных аккумуляторов AGM-типа имеют циклический ресурс порядка 200 циклов 100% разряда, но если глубина разряда составляет только 30%, то ресурс увеличивается до 1000-1200 циклов.
Есть специальные серии AGM-аккумуляторов, структура которых оптимизирована для циклических нагрузок, и ресурс которых увеличен до 350-400 циклов 100% разряда и 1600-1800 циклов 30% разряда, например CSB EVH/EVX или KIPER EVH
-
Сфера применения при циклическом режиме:
- электромобили
- лодочные моторы
- солнечная и ветряная энергетика (накопители энергии)
- поломоечные машины
- погрузочная техника и т.д.
Как правильно зарядить аккумуляторную батарею?
Правильный заряд АКБ – один из важнейших факторов длительного срока службы, получения хорошей отдачи и корректной работы батареи в целом. Стоит отметить, что это условие относится к любым видам аккумуляторов как к мощным промышленным с большой ёмкостью, так и к маленьким батарейкам, питающим всевозможные гаджеты. Печально признавать, но многие потребители даже не знают о том, что существует правильная зарядка аккумулятора. Эта статья поможет вам разобраться в нюансах данного вопроса, понять основные принципы и правила осуществления заряда любого типа аккумуляторной батареи.
Учитывая то, что сегодня выпускается огромное количество разных видов АКБ, стоит понимать, что для каждого из них свойственны определённые принципы и особенности. Их можно изучить в инструкции по эксплуатации, которая должна обязательно прилагаться к каждому изделию. Наша компания всегда ответственно относится к выполнению этого требования! Но к сожалению, не всегда и не у всех есть время и желание на поиск нужного пункта в длинном перечне характеристик. Поэтому в этой статье мы постарались описать основные правила, которые можно применить к наиболее часто используемым аккумуляторам. В основном это свинцово-кислотные герметичные необслуживаемые АКБ для ИБП , сигнализации, лодок, электромобилей, электромоторов , а также гелевые и AGM батареи. Стоит отметить, что ниже перечисленные правила, некоторым образом относятся и к автомобильным стартерным аккумуляторам, несмотря на то, что процесс их заряда имеет определённые особенности.
Как заряжать АКБ
Итак, начинаем разбираться, из каких этапов состоит правильный заряд аккумулятора. В первую очередь, хотим обратить ваше внимание на один важный фактор, который относится абсолютно к ЛЮБОМУ ВИДУ АКБ: чем реже разряжается батарея, и чем менее глубоким будет каждый её разряд, тем дольше она прослужит! Наверняка вы неоднократно слышали такой миф, что любую батарею необходимо полностью разряжать, а потом полностью заряжать, и что именно этот фактор влияет на длительность её срока службы. А ещё многие некомпетентные «умники» утверждают, что аккумулятор необходимо обязательно изредка разряжать, чтобы он не испортился. Так вот, уважаемые покупатели, уверяем вас – это неправда!
Если при покупке аккумулятора, один из продавцов станет рассказывать вам похожую ерунду, лучше не делайте приобретения в этой торговой точке. Отсутствие подобной «встряски» в виде полного разряда/заряда может быть действительно губительным только для некачественных АКБ, изготовленных из «грязного» вторсырья. Это случается по причине того, что поверхность пластин таких батарей излишне загрязнена, а это сильно мешает нормальному процессу электролиза. А вот для высококачественных аккумуляторов самым комфортным и правильным является режим буферного подзаряда без глубоких разрядов. При этом батарея должна всё время находиться под правильным напряжением.
Изучая вопрос зарядки, стоит учитывать также эффект памяти определённых АКБ. Эффектом памяти называют обратимую потерю ёмкости, которая может возникать в некоторых видах электрических батарей, зарядка которых осуществляется с нарушениями рекомендованного режима. А именно при подзарядке не полностью зарядившейся АКБ. Это название придумали из-за внешнего проявления такого эффекта. Часто бывает, что аккумулятор «запоминает» тот факт, что в прошлые циклы работы ёмкость была израсходована не полностью, поэтому при разряде он отдаёт свою энергию только до «запомнившейся» черты. Это характерно для таких типов АКБ: Никель-металл-гидридный (Ni-MH), Никель-кадмиевый (NiCd), Серебряно-цинковый.
Итак, переходим непосредственно к вопросу правильного заряда аккумулятора. Для этого вы должны знать, в каком режиме эксплуатируется конкретная батарея.
Что такое буферный режим работы
Наиболее понятный и самый распространённый пример буферного режима работы батареи – это источник бесперебойного питания, так называемый ИБП (он же UPS) . В ИБП аккумулятор подзаряжается постоянно, он начинает отдавать накопленную энергию только тогда, когда в сети нет тока. Как только возобновляется подача электричества, батарея снова начинает заряжаться. Это наиболее правильный, и наиболее щадящий режим работы. Именно поэтому при буферном режиме аккумуляторные батареи служат значительно дольше. Если рассмотреть в качестве примера наши батареи EverExceed серии ST, которые изготовлены по технологии AGM нового поколения, то у них срок службы в буферном режиме при Т=20 о С – 12 лет!
Что такое циклический режим работы
Из более ярких примеров использования циклического режима можно выделить несколько наиболее популярных: детские авто в парке аттракционов, поломоечная машина, система автономного электроснабжения с применением альтернативных источников энергии (ветряки, солнечные батареи и другое). Аккумуляторы в таком оборудовании необходимо разряжать/заряжать каждый день, а иногда и дважды в день. Поэтому циклический режим является наиболее беспощадным для батареи, и её срок службы уже не исчисляется годами, а зависит от количества циклов и их глубины.
Стандартные AGM аккумуляторы могут осилить до 280 циклов, в то время как современные аккумуляторы EverExceed серии ST , о которых мы писали ранее, способны обеспечить до 600 циклов полного 100% разряда! Очень удивляют ситуации, когда горе-продавцы рекомендуют покупателям для оборудования с явно циклическим принципом работы, например, мобильная кофемашина, приобрести автомобильный стартерный аккумулятор. При этом основной аргумент такой «подмены» – это дешевизна. Так вот, сообщаем всем, кто сталкивался или ещё столкнётся с подобным предложением : у стартерных батарей довольно тонкие пластины, они способны только на запуск двигателя, а дальше они сами подзаряжаются от работающего генератора. При циклическом режиме с частыми глубокими разрядами они не смогут проработать и двух месяцев, их пластины попросту начнут осыпаться. Вот и подумайте, действительно ли это дёшево?!
Как правильно заряжать аккумулятор в буферном режиме
Один элемент свинцово-кислотной батареи выдаёт 2 Вольта. Стоит отметить, что по факту ровно 2 V, как правило, не бывает, но так проще для обозначения. В бытовом применении используются АКБ по 3 и 6 элементов, то есть по 6 V и 12 V соответственно.
Для буферного режима напряжение заряда стоит выставлять по 2,27 V — 2,30 V из расчёта на один элемент. Таким образом, для 12-ти вольтовой батареи нужно 13,6 V – 13,8 V, а для 6-ти вольтовой 6,8 V – 6,9 V. Такие параметры рекомендованы и для гелевых аккумуляторов и для AGM.
Необходимо, чтобы ток заряда был ограничен в размере 30% от номинальной 10-ти часовой ёмкости батареи , выраженной в А (ампер). Для гелевых аккумуляторов достаточно – 20%. Например, для АКБ с ёмкостью С 10 =100 Ач ограничение тока заряда равняется показателю в 30 ампер, а для гелевых батарей – 20 А.
Правила заряда аккумуляторов в циклическом режиме
В циклическом режиме напряжение заряда необходимо установить на уровне 2,4 — 2,45 В/Эл (то есть для 12-ти вольтовой батареи это 14,4 В – 14,7 В, а для 6-ти вольтовой – 7,2 В – 7,35 В). Это условие применимо только для AGM аккумуляторов.
Для гелевых батарей необходимо: 2,35 В/Эл , то есть 14,1 В на 12-ти вольтовую АКБ или 7,05 В на 6-ти вольтовую.
Необходимый ток заряда: 20% от С 10, то есть для батареи ёмкостью 100 Ач — это 20 А.
Продолжительность заряда аккумулятора
Время заряда будет полностью зависеть от степени разряженности АКБ. В первые минуты осуществляется бустерный (быстрый) заряд. Далее, по мере того как батарея «насыщается» током, уровень потребляемой энергии снижается, и достигает своего минимума при 100% заряде аккумулятора. Поэтому основным показателем заряженности является падение уровня принимаемого тока до отметки 2-3 мА на каждый Ач ёмкости АКБ. Но, стоит понимать, что это правило справедливо только при буферном заряде. ПРИМЕР: для АКБ с параметрами С 10 =100 Ач падение тока зарядки до 200-300 мА означает, что она уже практически заряжена. Для того чтобы довести уровень зарядки до 100%, необходимо ещё около часа. Среднее время заряда аккумулятора:
- при буферном режиме 30-48 часов;
- при циклическом – 10 часов.
Обратите внимание! Существует одно негласное правило: для действительно полной зарядки аккумулятора, ему необходимо набрать на 20% энергии больше, чем привычный уровень номинальной ёмкости. То есть, АКБ нужно немного перенасытить для того, чтобы внутри неё завершились определённые электрохимические процессы. Это обеспечить более полную дальнейшую отдачу. Такой «закон» одинаково работает для любого вида и типа аккумуляторов.
Помните: заряжать аккумуляторные батареи желательно при температуре воздуха в помещении 20 – 25 о С!
При более низкой температуре время заряда существенно увеличится, а вот производить зарядку АКБ при температуре воздуха ниже 0 о С вообще не стоит, процесс может оказаться безрезультатным! В идеале желательно, чтобы ваше зарядное устройство имело функцию термокомпенсации.
Буферный режим работы батареи
Буферный режим работы батареи применяется в тех случаях, когда нагрузка на сеть постоянного тока непрерывно меняется. Подключение батареи, параллельно первичному источнику постоянного тока, позволяет при нагрузке меньше расчётной находится в режиме подзаряда. В таком режиме работают батареи на транспортных средствах, подвижном составе, имеющих первичный источник энергии.
Режим, относящийся к буферному, посуществу является микроциклированием и имеет ряд особенностей, предъявляющих повышенные требования к уровню контроля за состоянием аккумуляторной батареи. В процессе эксплуатации необходимо контролировать степень заряженности, плотность и уровень электролита и следить за его температурой во всех элементах батареи, а также контролировать напряжение и ток заряда.
В стационарных условиях при увеличении нагрузки батарея используется в качестве дополнительного источника постоянного тока и некоторым образом является стабилизатором напряжения. Работая в условиях неравномерной нагрузки аккумуляторная батарея попеременно то разряжается, то заряжается. При небольших колебаниях нагрузки батарея не успевает глубоко разрядиться и восполняет отданную ёмкость как только нагрузка уменьшается. Если же батарея не успевает зарядиться полностью в промежутки между разрядами, то у аккумуляторов свинцово-кислотных батарей может начаться процесс сульфатации пластин, что приводит к необратимой потери емкости. В целях ее предупреждения не реже одного раза в квартал батарею следует разряжать током 10-ти часового режима до напряжения 1,8 В на аккумулятор с последующим сообщением избыточной емкости до появления признаков конца заряда.
Страницы этого раздела:
- Циклический режим работы аккумуляторной батареи
- Буферный режим работы батарей
- Режим постоянного подзаряда аккумулятора
- Отстой аккумуляторных батарей
Эксплуатация АКБ
- Основные характеристики
- Электродвижущая сила и напряжение аккумулятора
- Внутреннее сопротивление аккумулятора и его составляющие
- Объем и интенсивность газовыделения в аккумуляторе
- Плотность электролита в АКБ
- Циклический режим работы аккумуляторной батареи
- Буферный режим работы батарей
- Режим постоянного подзаряда аккумулятора
- Отстой аккумуляторных батарей
- Ввод аккумуляторов в эксплуатацию
- Виды аккумуляторов
- Принципы и схемы преобразования электрической энергии в АКБ
- Разряд аккумуляторной батареи
- Контроль режимов заряда и разряда аккумуляторов
- Строительные требования к помещениям с АКБ
- Освещение в аккумуляторных помещениях
- Вентиляция в помещениях с аккумуляторами
- Размещение оборудования в помещениях аккумуляторного отделения
- Техника безопасности при приготовлении электролита
- Электробезопасность при заряде и разряде аккумуляторных батарей
- Правила техники безопасности при работе со свинцом
- Правила пожарной безопасности
Как правильно заряжать аккумулятор
Эксплуатационный срок службы всех без исключения аккумуляторных батарей диктуется несколькими факторами: качеством конструкции самой батареи, используемыми материалами, типа модели. Но самый главный, решающий фактор – это правильный батарейный заряд, о котором знают не все пользователи современных аккумуляторов.
Небольшой обзор мы посвятим процессу зарядки аккумулятора, установим основные правила, особенности заряда батарей, создав своеобразную инструкцию зарядных особенностей современных моделей.
Общие принципы эксплуатации аккумуляторных батарей
Первым делом развенчаем общеизвестный миф. Многие пользователи АКБ, магазинные «специалисты», сервисы твердят постоянно однообразную мантру: чтобы аккумулятор правильно, стабильно работал, необходимо его перед использованием полностью разрядить, потом полностью зарядить. Такие «специалисты» заходят еще дальше, утверждая, что для стабильной, долговечной работы аккумуляторы необходимо регулярно разряжать.
Все это только миф, если не сказать резче. АКБ без исключения всех типов прослужат вам дольше, если будут испытывать как можно меньше разрядов. Разрядный процесс разрушает внутри качественной батареи электродные решетки, которые начинают деформироваться. Для некачественных модельных вариантов, изготовленных из второсортных материалов, подобные «разрядные встряски» могут быть эффективны. Их пластины максимально загрязнены. Если не проводить периодические разряды, грязь может полностью вывести из строя АКБ.
Однако используя качественные современные модели, очень важно, чтобы аккумулятор работал с постоянным подзарядом (так называемый буферный режим).
Основные режимы работы
Чтобы описание зарядного процесса было более понятным, следует изначально прояснить следующую ситуацию: каким режимом эксплуатируется ваша АКБ? Существует два основных режима:
- буферный режим: принцип работы основан следующим образом – модель находится при постоянной «подпитке» сетью. Когда источник питания отключается, она отдает собственный заряд оборудованию. Если источник питания снова подключен – аккумулятор начинает подзаряжаться. Подобный режим – наиболее подходящий современным моделям. Например, эксплуатационный срок AGM-аккумулятора буферного режима (при температуре около двадцати градусов) составляет двенадцать лет. Наиболее характерное применение буферного режима –современные источники БП;
- циклический режим: здесь модели полностью разряжаются, заряжаются как минимум один раз в сутки. При этом срок их эксплуатации измеряется не временем, а предзаданным количеством циклов. Срок работы дополнительно диктуется глубиной разрядного процесса.
Пример использования циклического режима – современные поломоечные машины, мобильные кофемашины, детские развлекательные автомобили. Иногда современные «специалисты» предлагают в комплект подобному оборудованию стартерные АКБ, применяемые автомобилистами. Их аргумент – дешевизна моделей. Развенчаем этот миф. Стартерные варианты эффективны только во время первоначального завода автомобиля, после чего аккумулятор подпитывается генератором. Подобные модели оснащены достаточно тонкими электродными пластинами, поэтому кофемашины или поломоечных агрегаты с их постоянными разрядами стартерные модельные варианты не приемлют, они закончат свое существование через пару месяцев
Инструкция по заряду АКБ
Приступим к особенностям заряда АКБ. Начнем рассматривать первый режим, наиболее приемлемого режима многими моделями – буферного. Современные аккумуляторы изготавливаются таким образом, что показатель номинального напряжения одного элемента равняется 2В, однако такое число нестабильное – показатели могут варьироваться. Обычно с бытовыми целями применяются батареи, содержащие три элемента (6В) или шесть (12В).
Заряд аккумулятора: «буферный» режим
Чтобы правильно заряжать АКБ в буферном режиме, необходимо выставить зарядное напряжение на уровне 2.27 – 2.30В на каждый элемент. В шестивольтовом аккумуляторе напряжение будет составлять 6.8 – 6.9, аккумулятор с шестью элементами – показатель 13.6 – 13.8В.
Зарядный ток обязательно следует ограничивать. Он должен составлять 30% от номинальной емкости батареи, измеряемой амперами (показатель берется за 10 часов работы батареи). Например, аккумулятор емкостью 100 Ач должна заряжаться без превышения показателя 30А. Гелевые батареи «ограничиваются» немного меньше – 20%.
Заряд батареи в циклическом режиме
Переходим к следующему способу работы – циклическому. Здесь наши параметры зарядного напряжения несколько изменяются. Двухвольтовый элемент следует заряжать при помощи зарядного напряжение уровня 2.4 – 2.45В. Шестивольтовый с тремя элементами должен подзаряжаться уровнем 7.2 – 7.35В. Батареи 12 В обладают данным параметром на уровне 14.1В. Параметры актуальны для АКБ технологии AGM.
Гелевые модели снижают параметры немного вниз: двухвольтовые модели – 2.35В, шестивольтовые – 7.05В, двенадцативольтовые – 14.1В.
Обе модели заряжать следует с током заряда в 20% расчете от емкости батареи. Для моделей с емкостью в 100 Ач такой параметр будет составлять 20А.
Время зарядки аккумуляторных батарей
Продолжительность процесса заряда АКБ зависит от степени разряженности модели. Сначала аккумулятор заряжается ускоренным режимом, так называемом «бустерном». Затем ток заряда постепенно падает, в результате доходит до минимума при полном заряде аккумулятора.
Падение зарядного тока до 2-3 мА на каждый ампер-час емкости батареи – вот критерий полной зарядки. Например, на батареях с емкостью 100 Ач такой показатель будет равняться 200-300 мА. Чтобы довести заряд батареи до ста процентов, следует продолжать процесс на таких малых токах еще около часа.
Время заряда циклического режма составляет около десяти часов, при этом, как мы понимаем, батарея полностью разряжена. Буферный режим полный заряд может осуществляться от тридцати до сорока восьми часов.
Дополнительные особенностиНемаловажный фактор правильного заряда – это ее «перенасыщение». Аккумулятору необходимо отдать где-то на двадцать процентов больше, чем указывается в параметре «номинальная емкость». Аккумулятор будет работать более стабильным режимом, отдавать больше энергии.
Рекомендуемая температура заряда – от двадцати до двадцати пяти градусов. При более низких температурных показателях процесс заряда происходит намного дольше. Если заряжать аккумулятор в температуре примерно ноль градусов, такой процесс практически не имеет смысла – аккумулятор не зарядится. Иногда на зарядных устройствах предусмотрена функция термокомпенсации, которая позволяет устройству переключать напряжения в зависимости от изменения температуры. Подобные модели – наиболее подходящий вариант для нестабильного климата.
Таким образом, соблюдая все правила зарядки современных аккумуляторов, вы сможете значительно увеличить срок службы ваших моделей.