BATERII REÎNCĂRCABILE – ÎNCĂRCĂTOARE DE BATERII

7 DECEMBRIE 2010

Cuvinte cheie: baterii reîncărcabile, utilizarea bateriilor, tipuri de baterii, alegerea bateriei, încărcarea şi descărcarea, baterii PANASONIC®, YUASA®, încărcătoare externe MEAN WELL®

Bateria electrică conţine una sau mai multe celule electrochimice care transformă energia chimică stocată în energie electrică. Există 2 tipuri de baterii: baterii primare (de unică folosinţă) şi baterii secundare (reîncărcabile). Bateriile sunt utilizate: (1) pe vehicule: (a) la pornire motoare şi (b) energizare motoare electrice; (2) în aplicaţii staţionare: UPS, alimentare aparate şi sisteme, surse alternative de energie (solară, eoliană). Bateria poate fi sursa principală (cyclic use) cu încărcări şi descărcări repetate sau sursa de rezervă (stand-by/back-up).

Baterie PbCa-Acid, etanşă – AGM (’sealed’), seria NP, 12V, 12Ah. Minim 1000 cicluri, încărcare la tensiune constantă / curent 0.1…0.25 C Temperatura de lucru: -15…+50°C (încărcare), -20…+60°C (descărcare) Utilizată cu surse de securitate UPS- seriile AD, ADD – MEAN WELL®

1. Bateriile Pb-Acid au densitatea de energie mare şi autodescărcare 4…6%/lună la 20°C. Sunt cele mai utilizate fiindcă sunt robuste, suportă excese, dau curent foarte mare, au costuri rezonabile fiind reciclabile. Bateriile NiCd costă mai mult, dar au dimensiuni şi greutate mai mici decât Pb-Acid la o capacitate dată, lucrează bine sub 0°C (temperatura ridicată le scade sever viaţa), emit puţin gaze, se autodescarcă 15…20%/lună. Bateriile NiMH au densitate mai mare de energie decât NiCd, cost redus, dar se autodescarcă 30%/lună. Bateriile Li-Ion au cea mai mare densitate de energie, autodescărcare 2-3% / lună, dar sunt scumpe.

Baterie PbAntimoniu-Acid, etanşă – AGM, seria LC, (‘nonspillable’), 12V, 7.2Ah Durata de viaţă 6…9 ani, încărcare la tensiune constantă / curent 0.1…0.4C Temperatura de lucru: 0…+40°C (încărcare), -15…+50°C (descărcare) Utilizată cu surse de securitate UPS- seriile AD, ADD – MEAN WELL®

2. Bateriile Pb-Acid se fabrică în 3 tipuri: baterii de pornire (Cranking/Starting), baterii cu descărcare profundă (Deep Cycle) şi bateriile marine (Marine/Dual Scope) ce sunt un “hibrid” care se încadrează între baterii de pornire şi ciclu profund. Bateria de pornire oferă rapid multă energie.
Bateria cu descărcare profundă are mai puţină energie instant, dar poate livra energie mare pe termen lung. Bateriile Deep Cycle pot supravieţui un număr mare de cicluri de descărcare, pot suporta încărcarea continuă (float charging) şi asigură energia solicitată pe toată durata vieţii. Bateriile de pornire nu trebuie utilizate pentru aplicaţii de ciclu profund.
3. Bateriile Pb-Acid şi NiCd au 3 subcategorii funcţie de modul de păstrare a electrolitului în baterie:
(1) baterii neetanşe Wet Cell = FV (Free Venting)= ‘flooded’= ‘umede’= ‘cu ventilaţie’ – au electrolitul lichid; (2) baterii etanşe AGM (Absorbed Glass Mat) şi (3) baterii etanşe GEL (Gel Cell) = VR (Valve Regulated)= VRLA (Valve Re­gulated Lead Acid)= ‘dry cell’ = ‘sealed’ = ‘non spillable’. Bateriile AGM şi GEL sunt baterii de specialitate, nu au tendinţa de a se degrada sau sulfata uşor ca bateria umedă, dar pot solicita un regim special de încărcare. Bateria AGM este cel mai bun şi versatil tip de baterie pentru aplicaţii extrem de variate cu surse în ‘stand-by’ şi orice echipament care nu se utilizează continuu. Bateriile FV – neetanşe necesită completarea cu apă (‘top-up’). În bateriile VR- etanşe, din recombinarea (>98%) gazelor H2 şi O2 rezultă apă.
4. Alegerea tipului de baterie se face luând în considerare:
(1)Temperatură de lucru; (2) durată de utilizare- scade la temperaturi ridicate (în ‘standby’, ajunge la 10 ani @ 20°C, în condiţii ‘float’ şi descărcare în 20h); (3) tensiune; (4) capacitate disponibilă la orice rată de descărcare (variază cu temperatura); (5) timp de descărcare; (6) mentenanţă; (7) spaţiu necesar; (8) tip de terminale; (9) cost.

Baterii industriale de calitate sunt fabricate de PANASONIC® (1923) – seria LC 1.3…120Ah şi YUASA® (1918) – seria NP 0.8…150Ah.

Bateriile se pot conecta în serie (=>tensiune mare) sau în paralel (=>capacitate mare), dar trebuie să fie: noi, acelaşi tip, aceeaşi capacitate şi acelaşi număr de celule, conexiuni egale şi simetrice (lungime, tip de conector).

ESC/ESP- 240-13.5/27/54 Sursă sau încărcător 216W Intrare 176…264Vac, Ieşire 13.5V (12…15V),0…16A, protecţii Protecţii sub/supratensiune pe baterie (doar ESC) Limitarea curentului ‘fold-back’

5. Durata de viaţă a bateriei se scurtează dacă cerinţele de energie sunt mari. Cauze de ieşire din uz: (1) Bateria stă prea mult timp descărcată între încărcări (şi la temperatură ridicată). Descărcarea profundă repetată a bateriei de pornire a motorului şi subîncărcarea (chiar la 90%) va duce la sulfatarea bateriei. (2) Temperatura peste 40°C creşte nivelul de descărcare internă. (3) Electrolitul are nivel scăzut – plăcile expuse la aer se vor sulfa imediat. (4) Nivelurile şi setările de încărcare incorecte. (5) Temperaturi scăzute determină ca bateria sa nu ajungă la încărcare 100%, chiar dacă tensiunea la borne poate indica încărcare completă. O baterie descărcată profund poate îngheţa stând un timp sub 0°C. Temperatura optimă de încărcare este 5…35°C.

PA(PB)-120P-13/27/54C Sursă sau încărcător 100 W Intrare 176…264Vac, PFC Ieşire 13.8V (12…15V), 0…7.2A, protecţii Limitare la tensiune constantă (PA-120) sau curent constant (PB-120)

(6) Consumul parazitar este o sarcină pe o baterie de pornire. Vehiculele au ceasuri, sisteme de control al motorului, sisteme de alarmă. Pot exista sarcini parazitare cauzate de un scurtcircuit în sistemul electric. Bateriile pierd treptat energia lor, chiar dacă nu sunt conectate la consumator.
Generatorul fotovoltaic – Solar Trickle Charger – ataşat la o baterie “depozitată” compensează cu un curent mic (‘trickle’) rata de auto-descărcare.
6. Bateriile pot fi încărcate în etape şi rate diferite în funcţie de cerinţe.
Încărcătoarele uzuale de baterii au 1, 2 sau 3 etape de încărcare.
Încărcătorul cu 1 etapă are durate şi rate diferite de încărcare (la 20…25 °C): Lentă (Slow Charge) = 14-16 ore cu rata 0.1C (C= Capacitatea bateriei); Rapidă (Quick Charge) = 3-6 ore cu rata 0.3C; Urgentă (Fast Charge) = 1 oră cu rata 1.0C. Acest încărcător simplu şi ieftin nu se recomandă, deoarece nu are controlul încărcării, bateria putând rămâne incomplet încărcată.

Încărcătorul cu 2 etape este cel mai bun dacă bateria este sub sarcină în timpul încărcării.
Încărcătorul cu 3 etape este cel mai bun dacă bateria este izolată de sarcină.
7. Controlul încărcării prin măsurarea tensiunii şi a temperaturii bateriei este cea mai bună metodă. Încărcătoarele moderne MEAN WELL® monitorizează temperatura (senzor NTC) şi tensiunea bateriei, iar încărcarea se face în 2- 3 etape (la 20…25°C):
a) etapa 1 (bulk sau boost): se furnizează curent constant 0.5…1C, asigurând încărcarea până la 80…90% C. Măsurând temperatura bateriei se decide oprirea sau continuarea încărcării, până când tensiunea bateriei atinge 2.4V/celula Pb sau 1.55/celula NiCd;
b) etapa 2 (absorbtion): se menţine tensiunea constantă la 2.4V(1.55V)/celula Pb (NiCd), curentul scade treptat până la 0.1C, continuând încărcarea bateriei până la 98%C;
c) etapa 3 (trickle/float): se asigură un curent de 0,025C, suficient pentru a compensa auto- descărcarea şi a se menţine tensiunea sub 2.2 … 2.25V (1.4 … 1.45V). Bateria se menţine încărcată aproape 100%.

PB-360-P-12/24/48, încărcător 360 W Intrare 180…264Vac, PFC Ieşire 13.8V (float), 14.4V (boost), 24.3A Încărcare în 3 etape, protecţii Baterii indicate: 12V / 80…240Ah; 24V / 40…120Ah

PB-600-12/24/48, încărcător 600 W Intrare 90…264Vac, PFC Ieşire 13.8V (float), 14.4V (boost), 40A Încărcare în 2/3/8 etape, protecţii Senzor temperatura (NTC) ataşat Control de la distanţa ‘on/off’ Baterii indicate: 12V / 135…400Ah (PB-600-12); 24V / 70…210Ah (PB-600-24)

Se poate folosi şi o sursă de alimentare SPS MEAN WELL® drept încărcător, dacă:
(1) se alege sursa cu protecţie OLP (Over Load Protection) care furnizează curent constant şi atunci când circuitul de protecţie este declanşat sau
(2) modelul ‘fold-back’ de limitare a curentului sau putere constantă. În acest model, atunci când o baterie este descărcată, curentul de ieşire a sursei de alimentare va creşte uşor. Nivelul de creştere a curentului depinde de capacitatea bateriei şi de gradul de descărcare.
Modelele ‘hiccup’ şi ‘shut down’ nu sunt recomandate, deoarece se va opri generarea de curent constant atunci când intervine protecţia OLP.

MEAN WELL® are seriile ESC, ESP, GC, PA, PB – încărcătoare de baterii (30 ~ 1000 W). Se folosesc pentru baterii în sisteme back-up, tracţiune electrică, produse industriale şi de larg consum.

Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro

Comentarii

ghinea constantin spune:

doresc sa cumpar un incarcator ptr.12 baterii agm 2v,500a.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre