Baterii cu litiu = economie inteligentă

4 NOIEMBRIE 2011

Contoarele inteligente sunt cheia pentru reducerea consumului casnic. Dr. Thomas Diettrich din cadrul Tadiran Baterries explică cum linia de producţie joacă un rol vital în lanţul de valori, oferind durabilitate şi eficienţă tehnologiilor sofisticate.

Contoarele inteligente fac posibilă reducerea costurilor cu energia cu până la 10-15%, aducând o contribuţie ridicată la eficienţa energetică şi protecţia climei. Garantarea fiabilităţii, pentru aplicaţii cu ciclii de viaţă mai mari de 20 ani, necesită componente fiabile însă şi surse de tensiune respectiv baterii. Bateriile Tadiran sunt sigi­late ermetic de un strat sticlă-metal.
Durata de viaţă a unei baterii într-o aplicaţie poate fi verificată cu o marjă rezonabilă, folosind diferite teste. Rezultatele testelor sunt bazate pe experienţa cu aceste baterii ce sunt folosite de mai mult de 20 ani.

Baterii pentru back-up şi RTC (real time clock)
Contoarele inteligente electrice necesită un ceas de timp real (RTC) care continuă să funcţioneze chiar şi în cazul întreruperilor de energie, această funcţie necesitând o baterie de back-up.

Baterii pentru contoare
Contoarele inteligente pentru gaz, apă sau caldură conţin componente electronice şi necesită o sursă de energie independentă.
O aplicaţie tipică este un contor de gaz ce utilizează o baterie cu litiu ca sursă de tensiune. Tensiunea minimă necesară este de 3.2 Volţi. Curentul de bază este de 80µA. Senzorul ultrasonic necesită un curent pulsatoriu de 10mA pentru 11ms la fiecare 2 secunde. Aceasta duce la un necesar de curent de 160µA şi o capacitate necesară de 16.2A în 11.5 ani. Domeniul de temperatură de funcţionare a acestui dispozitiv este -20°C ÷ +60°C. Aceste specificaţii pot fi asigurate doar de bateriile cu clorură de litiu (LTC) cu o singură celulă.

Figura A

Figura A arată rezultatele pentru termen lung ale unei baterii cu litiu în decursul a 13 ani.
În acest test profilul de curent a fost simulat de o rezistenţă, uşor mai mare decât cea a contorului, şi cu pulsuri de curent suprapuse.

Baterii pentru contoare cu preplată şi modul RF
O cale de transferare a valorilor măsurate de contoare pentru analiză şi afişare implică transmiterea acestora pe distanţe scurte la un colector de date sau unui modul folosind unde radio de putere mică (figura B).
Un contor de gaz cu preplată cu modul radio şi valvă de închidere, de exemplu, poate consuma un curent mediu tipic de 140µA şi necesită un mimin de tensiune de 3 volţi. Trebuie să funcţioneze în domeniul de temperaturi -20°C ÷ +60°C şi consumă 14.5Ah în 11.5 ani. Valva de închidere necesită un curent de 25 mA pentru 50 secunde în fiecare săptămână. Asemenea cerinţe pot fi

Figura B

asigurate de o singură celulă de baterie LTC. În acest caz, analiza arată că tensiunea bateriei va fi probabil sub 3 volţi după aproximativ 10 ani, deşi capacitatea bateriei mai este suficientă pentru înca 2 sau 3 ani. Această situaţie este datorată rezistenţei interne. Situaţia poate fi îmbunatăţită dacă un capacitor potrivit este conectat în paralel. Curba de descărcare precalculată este ridicată, astfel durata de viaţă a bateriei este acum de 12 ani. Capacitorul propus are o limită de 2,000mF. Acesta pune o încărcare adiţională asupra bateriei, cunoscută ca şi curent rezidual (uneori denumit curent de descărcare). Pentru a asigura durata de viaţă scontată a bateriei curentul rezidual pentru un capacitor de 470Mf a fost determinat la o tensiune de 3.67 volţi. După 10 zile curentul în capacitor a scăzut la circa 2µA, şi continuă să scadă. Astfel, acesta poate fi ignorant la calcularea duratei de viaţă a bateriei.

Baterii pentru module radio GSM
În cazul contoarelor care nu operează în apropierea unei reţele de comunicare, datele măsurate trebuie transmise la distanţe mari.
În zilele noastre reţeaua GSM care deserveşte de asemenea telefoane mobile este foarte potrivită acestui scop. În astfel de aplicaţii sunt solicitate vârfuri de curent în jur de 2A la fiecare 4.6ms pentru o durată de 0.577ms.

O aplicaţie tipică este un modul GSM care poate fi montat pe un contor existent. În mod normal poate să nu consume energie însă trebuie să fie capabil să transmită o jumătate de minut în jur de 80 de ori pe an. În timpul duratei de viaţă a bateriei de 11.5 ani, modulul necesită o capacitate totală de 3.5Ah. Aspectele complicate ale acestei aplicaţii sunt găsite în natura extrem de dinamică a profilului de curent cerut (5 puteri din 10) şi cerinţa duratei de viaţă mari a bateriei.
Soluţia acestei probleme este bateria PulsesPlus care utilizează un strat capacitor hibrid (HLC). O baterie AA are un strat capacitor de 155 mAh şi, în domeniul de temperatură cerut, asigură necesarul de putere modulului radio în timpul celor 30 de secunde de emisie. Astfel poate fi folosită o baterie primară mai mică în loc de 2 celule AA. Această soluţie este compactă şi cu un cost mai mic.
Bateriile cu litiu standard şi pachetele de baterii dedicate Tadiran sunt ideale pentru aplicaţii cu comandă de la distanţă şi potrivite pentru diverse condiţii de mediu. Pentru informaţii suplimentare vizitaţi www.roccas.ro

Roccas ICCP distribuitor HARTING Technology Group în România
Şos. Pantelimon 10-12 Et. 6, Sector 2 Bucureşti
Tel.: + 40 (0) 21 252.89.90;
Mobil: 0722 604 080
Fax: + 40 (0) 21 252.77.47
roccas@roccas.ro
www.roccas.ro

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