Кислотные аккумуляторы. Циклы заряда – разряда.
Кислотный аккумулятор - это аккумулятор, в котором электролитом служит водный раствор серной кислоты.
Кислотные аккумуляторы стартерные выдерживают 300 зарядно-разрядных циклов.
Кислотные аккумуляторы широко используются благодаря относительно небольшой стоимости, пологим разрядным кривым и малому внутреннему сопротивлению, но кислотные аккумуляторы имеют ряд недостатков: они оказывают вредное воздействие на аппаратуру, сложны в эксплуатации, работают в ограниченном температурном интервале, у них мала механическая прочность.
Кислотные аккумуляторы имеют только им одним присущие эксплуатационные особенности. Одной из самых характерных особенностей эксплуатации является возможность возникновения повышенной сульфитации пластин. Она заключается в образовании крупных кристаллов сульфата свинца, которые при заряде плохо превращаются в первоначальные активные вещества.
Кислотные аккумуляторы боятся переполюсовки, у них возможны смещения пластин и короткие замыкания электродов при неправильной эксплуатации.
Кислотный аккумулятор состоит из сосуда (стеклянного, эбонитового, пластмассового или деревянного, выложенного листовым свинцом), пластин-электродов, сепараторов и электролита.
Кислотные аккумуляторы в эксшюатации требуют более бережного отношения, чем щелочные, из-за способности пластин к сульфатации и изменению внутренней структуры активных масс при отступлении от режимов, указываемых в инструкциях.
Щелочные аккумуляторы. Циклы заряда – разряда.
Щелочные аккумуляторы - аккумуляторы, в которых в качестве электролита используют раствор щелочи в воде.
Главная особенность щелочных аккумуляторных батарей - способность постепенно отдавать накопленный заряд за достаточно длительный промежуток времени. Это свойство способствует обеспечению бесперебойного питания огромному количеству различных устройств.
Применяются данные аккумуляторы в качестве:
- основных источников электроэнергии на электрокарах и в мобильных устройствах (фотоаппараты, видеокамеры, телефоны, карманные и переносные фонари и т.д.)
- дополнительных источников энергии в трамваях и троллейбусах, тепловозах и электровозах
- источников энергии для питания аварийных устройств, таких как аварийное освещение, охранно-пожарные сигнализации, источники бесперебойного питания персональных компьютеров и т. п.
Наиболее распространены на сегодняшний день никель-кадмиевые, никель-металл-гидридные и литий-ионные щелочные аккумуляторы.
В никель-кадмиевом аккумуляторе анодом является металлический кадмий (в виде порошка), электролитом - гидроксид калия с добавкой гидроксида лития (для увеличения ёмкости на 21-25%), катод - гидрат окиси никеля с добавлением графитового порошка. ЭДС никель-кадмиевого аккумулятора около 1,45 В. В зависимости от конструкции, режима работы (длительные или короткие разряды), и чистоты применяемых материалов, срок службы никель-кадмиевых аккумуляторов, составляет от 100 до 3500 циклов заряд-разряд.
Для того, чтобы получить напряжение (последовательное соединение), силу тока или ёмкость (параллельное соединение) источника большие, чем может дать один элемент, аккумуляторы соединяют в батарею.
Контроллер заряда. Принцип работы. Схемы включения и стандарты.
Предназначение контроллера заряда для солнечной батареи заключается в управлении режимами разряда и заряда аккумуляторных батарей, которые находятся в составе переносной и стационарной фотоэлектрических системах, а также в непосредственном заряде аккумуляторов от источников с постоянным напряжением.
Контроллер имеет такие особенности:
- наличие электронной защиты, которая срабатывает при неправильном подключении аккумулятора и коротких замыканиях;
- наличие светодиодной индикации, которая свидетельствует о подключении солнечного модуля либо другого источника с постоянным напряжением для зарядки аккумуляторных батарей
- наличие светодиодной индикации, которая информирует об отключении нагрузки;
- наличие светодиодной индикации, которая информирует о степени заряда батареи;
- наличие широтно-импульсной системы модуляции токов, которая необходима на завершающем этапе заряда батареи;
- наличие защиты от разрядки, что помогает избежать потерь напряжения.
Самые простые контроллеры заряда прекращают заряжать аккумулятор при достижении порога в 14,4-14,5 В. В этом случае аккумуляторы заряжаются не полностью, а всего на 60-70%. Отметим, что регулярный недозаряд аккумулятора существенно сокращает срок его службы. Использование контроллера заряда для солнечной батареи обеспечивает заряд даже после достижения верхнего порога граничного напряжения, что влияет на срок использования аккумулятора. С целью предотвращения газообразования используют импульсный заряд, который предотвращает перегрев самого аккумулятора и препятствует образованию газов и создает условия для полного заряда. Периодический полный заряд продлевает срок службы и очищает пластины от сульфатного налета.
Существуют следующие два основных вида контроллеров заряда для фотоэлектрических систем: шунтовые и последовательные.
Принцип работы шунтовых контроллеров: солнечная батарея замыкается накоротко. В данном случае ток, генерируемый солнечной батареей, не попадет в аккумулятор, а течет через шунт. Особенностью данного принципа работы является невозможность подключения ко входу контроллера никаких других источников энергии, кроме солнечных батарей.
Особенность принципа работы последовательных контроллеров заключается в том, что источник энергии отключается от аккумулятора и нагрузки. Напряжение на источнике энергии выравнивается до значения напряжения холостого хода.