Wszystko, co musisz wiedzieć o bateriach. Żywotność akumulatora samochodowego. Jak wiele lat? Szczera informacja Jak określić żywotność baterii

Wiele urządzeń otaczających nas na co dzień wymaga regularnej wymiany baterii. Ale niektóre baterie wytrzymują długo, inne „umierają” niemal natychmiast, szczególnie na mrozie. Dlaczego? Sugerujemy, abyś dowiedział się, do czego nadają się te lub inne rodzaje źródeł zasilania, czy to słuchawki bezprzewodowe, myszy komputerowe, czy piloty do telewizora, i jak zaoszczędzić pieniądze przy ich wyborze.

Autorem pierwszej na świecie baterii był włoski fizyk Alessandro Volta. Odkrył, że procesy chemiczne zachodzące pomiędzy elektrodami wykonanymi z różnych metali mogą stać się źródłem prądu elektrycznego. Volta zaprojektował element, w którym na przemian występowały blachy cynkowe i miedziane, a pomiędzy nimi znajdowały się kawałki materiału nasączone kwasem solnym. Akumulator umieszczono w przewodzącym roztworze soli zwanym elektrolitem. Na wyjściach powstała różnica potencjałów, sumująca napięcia wszystkich elementów połączonych w kolumnę, w wyniku czego powstał prąd elektryczny.

Alessandro Volta przedstawił swój wynalazek Towarzystwu Królewskiemu w Londynie w 1801 roku, po czym został zaproszony do Paryża przez Napoleona I Bonaparte, aby fizyk osobiście zademonstrował mu działanie baterii. Za to Volta został odznaczony Legią Honorową, tytułem Króla Elektryków i nagrodą w wysokości 6 tysięcy lirów.

Pierwszą masową produkcję akumulatorów uruchomiła amerykańska firma Eveready pod koniec XIX wieku. W tym czasie produkowano zasilacze do odbiorników radiowych, które później zaczęto stosować w górnictwie, przemyśle motoryzacyjnym, marynarce wojennej i lotnictwie. W latach 20-tych ubiegłego wieku amerykański rynek akumulatorów został opanowany przez firmę Duracell i dlatego na długi czas „dominowały” ogniwa galwaniczne manganowo-cynkowe z elektrodą grafitową.

Potem pojawiły się nowe technologie, a wraz z nimi nowi producenci. Dziś najpopularniejszymi markami na rynku rosyjskim są GP, Energizer, Duracell, Varta i Kosmos. Źródła prądu różnią się mocą, która z kolei zależy od wypełnienia. W zależności od składu – katody, anody i elektrolitu – baterie są solne, alkaliczne, rtęciowe, litowe i srebrne.

Rodzaje według składu

Baterie solne zastąpiły w drugiej połowie XX wieku baterie manganowo-cynkowe. W ogniwach solnych jako elektrolit stosuje się roztwór chlorku amonu, w którym umieszcza się elektrody z tlenku cynku i manganu. Baterie solne są najtańszymi ze wszystkich baterii dostępnych na rynku.

Jednak większość producentów zrezygnowała już z produkcji tych ogniw galwanicznych i prawie nie można ich znaleźć w sprzedaży. Z pewnością wielu zauważyło białą powłokę lub nagromadzenie ziaren soli w komorze baterii. Okazało się, że te źródła prądu są bardziej podatne na rozszczelnienie niż inne, w wyniku czego dochodzi do wycieku elektrolitu, co wpływa na żywotność sprzętu. Ponadto jest niebezpieczny dla człowieka – w przypadku przedostania się soli na skórę lub błony śluzowe istnieje ryzyko poparzenia.

Alkaliczne są również popularnie nazywane alkalicznymi (od angielskiego alkaliczne - „alkaliczne”). Są nieco droższe od solnych, jednak ich zalety są wielokrotnie większe: przy ciągłym rozładowaniu mogą pracować znacznie dłużej niż solne i przy bardziej intensywnym obciążeniu. Baterie tego typu kosztują średnio około 20 - 30 rubli za baterię.

Rtęciowe, podobnie jak solne, praktycznie nie są już dostępne w sprzedaży, wycofywane są ze względu na toksyczność rtęci. Wymagają także specjalnych warunków utylizacji. Dodatkowo podczas pracy cyklicznej ogniwo galwaniczne szybko ulega degradacji i maleje jego pojemność.

Baterie litowe wytrzymują najdłużej przy dużych obciążeniach. W takim akumulatorze katoda jest wykonana z litu i jest oddzielona od anody za pomocą separatora i membrany, która jest impregnowana elektrolitem organicznym. Jednocześnie litowe są najlżejsze ze wszystkich istniejących, ale ich jedyną wadą jest cena - koszt jednego opakowania dwóch akumulatorów to około 150 rubli.

Baterie srebrne są również jednymi z najdroższych, tlenek srebra służy jako baza dla katody, a cynk dla anody. Elektrolitem jest wodorotlenek sodu lub potasu. Mają stabilne napięcie i dużą pojemność. „Te akumulatory same w sobie są dobre: ​​wytrzymują długo i powoli się rozładowują. Zamontowałem i na pięć lat zapomniałem o zmianie obecnych elementów. Ale rzadko można je zobaczyć w sklepach ze względu na wysoką cenę” – wyjaśnia Artem Nowikow, konsultant ds. sprzedaży w sklepie Technosity.

„Ponownego użytku”

Doświadczeni użytkownicy wolą kupować akumulatory zamiast jednorazowych, ponieważ można je wielokrotnie ładować. Baterie można rozpoznać po napisie Rechargeable, a także po pojemności wskazanej na obudowie w miliamperogodzinach (mAh). Aby naładować, potrzebujesz specjalnego urządzenia podłączonego do gniazdka, jego koszt waha się od 300 do 4 tysięcy rubli.

Na półkach sklepowych coraz częściej można spotkać akumulatory niklowo-kadmowe i niklowo-jonowe. „Akumulatory to obiecujący kierunek zarówno w nauce, jak i produkcji. Zasilacze akumulatorowe są również przyjazne dla środowiska ze względu na możliwość wielokrotnego użycia. Zatem akumulatory wkrótce zastąpią baterie jednorazowe. Naukowcy stale pracują nad opracowaniem nowych materiałów. Na przykład Nowosybirski Instytut Chemii Ciała Stałego pracuje nad syntezą akumulatorów sodowo-jonowych, a w przyszłości nad rozwojem źródeł prądu z jonami magnezowymi” – powiedziała Nina Kosova, kandydatka nauk chemicznych.

Typy według rozmiaru

Jest jednak zbyt wcześnie, aby wyrzucać baterie jednorazowe na śmietnik historii. Przede wszystkim przystępna cena nie pozwoli na ich złomowanie, dlatego warto zrozumieć klasyfikację akumulatorów według wielkości.

AAA to mała bateria, popularnie zwana także baterią „różową”. Wysokość około 4,5 centymetra i średnica około centymetra. Napięcie wynosi 1,5 V.

AA to kolejna miniaturowa bateria, zwana także baterią „palcową”. Wysokość wynosi 5,5 centymetra, średnica około 1,5 centymetra, a napięcie nie przekracza 1,5 wolta.

C - te baterie nazywane są „calami” lub „eskami” ze względu na ich wysokość - pięć centymetrów. Średnica wynosi 2,6 centymetra, a napięcie 1,5 wolta.

D to największa bateria, dlatego nieformalnie nazywa się ją „beczka”. Napięcie jest standardowe, wysokość - 6,1 centymetra, średnica - 3,4 centymetra.

PP3, czyli „korona”, to element o najwyższym napięciu przy dziewięciu woltach, wysokości 4,8 centymetra i średnicy 2,6 centymetra. Bateria ta ma obydwa styki umieszczone po jednej stronie.

Obszar zastosowań

Baterie solne mają niską pojemność - około 0,8 ampera na godzinę. Nadają się do urządzeń o niskim poborze prądu: pilotów, termometrów, zegarów ściennych, wag kuchennych czy podłogowych. Akumulatory te bardzo szybko tracą ładunek w niskich temperaturach.

Alkaliczne mają znacznie szersze zastosowanie i są przeznaczone do dużych obciążeń. Pojemność takiego akumulatora wynosi 1,5 - 3,2 ampera na godzinę. Ogniwa alkaliczne mają zastosowanie w aparatach cyfrowych z lampą błyskową, latarkami, zabawkami dla dzieci, telefonami biurowymi, myszami komputerowymi i tak dalej.

Baterie litowe mają dłuższą żywotność, dlatego takie zasilacze stosuje się w urządzeniach charakteryzujących się dużym poborem prądu. Może to być sprzęt komputerowy i fotograficzny, sprzęt medyczny. Ponadto takie akumulatory nie boją się mrozu. I można je bezpiecznie wykorzystać do jakiegoś gadżetu outdoorowego.

Baterie rtęciowe były szeroko stosowane 20 lat temu w urządzeniach takich jak zegarki elektroniczne, rozruszniki serca, aparaty słuchowe i urządzenia wojskowe. Ale dzisiaj, jak wspomniano powyżej, zostały porzucone ze względu na duże ryzyko zatrucia.

Baterie srebrne nie stały się powszechne ze względu na wysoki koszt metalu. Jednak miniaturowe zasilacze tego typu są szeroko stosowane w zegarkach naręcznych, płytach głównych laptopów i komputerów, aparatach słuchowych, kartach muzycznych i brelokach do kluczy. Baterie Crown stosowane są głównie w zabawkach sterowanych radiowo lub innych urządzeniach wymagających dużej mocy.

Wybierając akumulator warto kierować się także datą produkcji. „Zawsze należy sprawdzić, kiedy bateria została wyprodukowana. Jeśli rok leżał na półce sklepowej, to możesz być pewien, że stracił swoją pojemność o 10-20%. Dlatego nigdy nie kupuj baterii do wykorzystania w przyszłości. Najkrótszy okres przydatności do spożycia soli wynosi około dwóch lat; Alkaliczne można przechowywać do pięciu lat, a litowe do siedmiu lat” – podkreśla konsultant ds. sprzedaży Artem Nowikow.

Który czas rozładowania akumulatora- to interesuje wielu właścicieli samochodów. Zwłaszcza jeśli rano odkryjesz, że zapomniałeś wyłączyć światła, a przy próbie uruchomienia silnika okazuje się, że akumulator jest całkowicie rozładowany. Wtedy pojawia się pytanie: „czy żarówka oświetlenia wnętrza lub światło pozycyjne mogły rozładować akumulator, czy jest to jakiś problem?” Patrząc w przyszłość, odpowiedź jest jasna – oczywiście, że można, zwłaszcza jeśli była zima i akumulator nie był naładowany w 100%.

Aby nie zaczynać dosłownie co drugi dzień, wystarczy mieć upływ prądu 100 lub więcej miliamperów, nie mówiąc już o źródle zużycia 400-700 mA. Można to sprawdzić, obliczając nominalny czas rozładowania akumulatora samochodowego. Wzór obliczeniowy wygląda następująco:

T=Pojemność (akumulator) / Prąd odbiorczy

Nasz kalkulator online pozwoli Ci obliczyć, jak długo wytrzyma bateria, gdy źródło poboru prądu zostanie włączone, gdy przypadkowo o nim zapomnisz lub celowo pozostawisz włączone. Obliczenia zostaną dokonane z uwzględnieniem nominalnej pojemności akumulatora, mocy odbiorcy i naturalnego upływu prądu w stanie spoczynku.

Przy niskim poborze prądu akumulator o dużej pojemności może zapewnić dłuższy czas pracy. Oczywiście im większa pojemność akumulatora, tym dłuższy czas pracy, ale generator będzie wtedy musiał ładować dłużej. Oznacza to, że krótki wyjazd nie pozwoli mu szybko wrócić do zdrowia. Zimą może to prowadzić do.

Czas rozładowania akumulatora

Sposób obliczenia czasu rozładowania akumulatora można zrozumieć, analizując konkretny przykład. Załóżmy, że do sieci pokładowej pojazdu podłączony jest odbiornik o mocy 120 W. Zgodnie z prawem Ohma można obliczyć, że pobiera z akumulatora 10A na godzinę. Oznacza to, że jeśli samochód ma akumulator 55 Ah, jego całkowite rozładowanie nastąpi w ciągu nie więcej niż 5,5 godziny. Jest to jednak tylko przybliżone obliczenie, ponieważ istnieją inne czynniki, które będą miały wpływ na bieżące zużycie. Należy pamiętać, że aby samochód nie uruchomił się, wystarczy 15-25% salda, a to 4 godziny.

Tabela czasu rozładowania akumulatora przy minimalnym zużyciu:

*Do obliczeń wzięto minimalne wartości upływu prądu wynoszące 20 mA oraz moc lampy samochodowej o mocy 10W z akumulatora 55Ah.

Dane dotyczące 20 godzin pracy akumulatora podane na etykiecie odnoszą się do prądu równego 0,05 jego pojemności.

Dopuszczalne rozładowanie akumulatora

Dopuszczalne rozładowanie akumulatora samochodowego wynosi do 30% pierwotnej pojemności (napięcie nie niższe niż 11,8 V). Należy pamiętać, że na tym poziomie silnik można uruchomić tylko przy temperaturach dodatnich. Zimą nie dopuszczaj do rozładowania nawet do 50% (12,1V).

Jak korzystać z kalkulatora czasu rozładowania

Za pomocą prostego wzoru możesz obliczyć, jak długo wytrzyma bateria, używając zwykłego kalkulatora, ale musisz znać dokładną wartość zużycia energii, a także dodać do niej wyciek. Dlatego możesz znacznie szybciej sprawdzić czas rozładowania akumulatora w zależności od prądu obciążenia, zaznaczając niezbędnych odbiorców. Do obliczeń potrzebujesz:

1. W polu „Pojemność akumulatora” wskaż pojemność akumulatora.
2. W komórce „ ” możesz określić średnią statystyczną - 25-35 mA lub sprawdzić ją za pomocą multimetru. Aby obliczyć akceptowalną wartość, użyj . Które, w zależności od tego, jakich masz konsumentów, pokażą oczekiwaną normalną wartość wycieku w stanie spoczynku.
3. Zaznacz pola (wybierz z listy) niezbędnych odbiorców, których włączenie spowodowało rozładowanie (lub istnieje potrzeba obliczenia czasu pracy akumulatora). Moc lamp jest obliczana według standardowych wartości znamionowych.
4. W polu „Consumer Power” liczba będzie się zmieniać w zależności od wybranych źródeł. Możesz też wprowadzić własną znaną liczbę w watach lub prądzie - amperach.
5. Po naciśnięciu przycisku „ Oblicz» otrzymasz wynik czasu w godzinach.

To obliczenie czasu rozładowania akumulatora jest przybliżone, ponieważ pełne procesy chemiczne i elektryczne zachodzące w akumulatorze nie podlegają ścisłej analizie matematycznej.

Dla porównania, jaką moc ma dany konsument, możesz pobrać dane z tabeli.

Tabela aktualnych konsumentów w samochodzie

Sprzęt w watach. Musimy dokładnie poznać średnie (w czasie pracy od) zużycie. Może ona różnić się od mocy maksymalnej lub znamionowej podanej w opisach sprzętu.

Na przykład moc znamionowa zasilacza komputera może wynosić 500 W, a rzeczywisty pobór to 120 W (procesor o małej mocy to 60 W, niezbyt wyrafinowana płyta główna ze zintegrowaną kartą wideo to 50 W, a mały dysk twardy ma moc 10 W).

Drugi przykład. Podłączona do niej lodówka ma sprężarkę o mocy elektrycznej 200 W, ale ta sprężarka włącza się raz na 10 minut i pracuje przez 2 minuty. W takim przypadku średnie zużycie będzie równe:

200 W / 10 min. * 2 minuty. = 40 W

Jeżeli dla lodówki wskazane jest roczne zużycie energii w kilowatogodzinach (na przykład 270 kWh rocznie), wówczas w celu obliczenia średniej mocy wartość tę należy podzielić przez 9:

P = 270 / 9 = 30 W

Nas interesuje średnia moc czynna sprzęt zasilany m.in. moc wyrażona w watach (W), a nie woltoamperach (VA). Jeżeli znana jest tylko moc pozorna (w VA), należy ją pomnożyć przez współczynnik od 0,6 do 1,0 w zależności od charakterystyki sprzętu.

2. Obliczanie sumy

Na przykład ma wbudowany system składający się z 2

Przejdźmy trochę do teorii niezbędnej do uzyskania dokładnych liczb przy obliczaniu czasu pracy czujników z zestawu akumulatorów.

Przyjrzyjmy się więc najpierw, kiedy i na co wydaje się prąd, korzystając z przykładu najpopularniejszego modułu Z-Wave ZM3102.

• Podczas przesyłania danych moduł pobiera 36 mA. Wysłanie jednego pakietu trwa zwykle nie dłużej niż 7 ms (przy najmniejszej prędkości).
• Oczekiwanie na dane lub naciśnięcie przycisku przy włączonym module do odbioru zużywa 23 mA. W najgorszym przypadku dostarczenie pakietu z potwierdzeniem odbioru zajmuje 10 ms * [liczba wzmacniaków na ścieżce + 1]. Jeśli jednak pakiet nie zostanie wysłany, ponowna próba nastąpi po około 50-100 ms.
• Najbardziej ekonomiczny jest stan głębokiego uśpienia – w nim moduł pobiera jedynie 2,5 μA.
• Do tego wszystkiego należy dodać zużycie sprzętu wokół modułu. Przykładowo włączona dioda LED pobiera około 20 mA.

Pojemność typowej baterii AAA wynosi około 800 mAh. Tym samym, jeśli urządzenie będzie stale znajdować się w trybie czuwania, akumulatory wystarczą na 800 mAh / 23 mA = 34 godziny, tj. niecałe dwa dni! Tyle wytrzyma czujnik ruchu Express Control EZ-Motion na zasilaniu akumulatorowym, jeśli zostanie przełączony w tryb pracy ciągłej (zwykle dzieje się to przy podłączonym zasilaniu stałym). Nawiasem mówiąc, dioda LED podłączona do tych samych akumulatorów będzie świecić tyle samo czasu. Oczywistym jest, że aby urządzenie mogło działać przez dłuższy czas, urządzenie musi zostać przełączone w tryb uśpienia. Jeżeli urządzenie będzie cały czas w stanie uśpienia, to akumulatory wystarczą na 800 mAh/2,5 μA = 36,5 lat. Oczywiście akumulator szybciej się rozładowuje.

Obliczmy teraz najlepszy i najgorszy scenariusz wysłania pakietu (20 bajtów z nagłówkami) z naszego węzła zasilanego bateryjnie do odbiorcy (kontrolera, przekaźnika lub innego urządzenia).

• Najlepszą opcją jest to, że wysłany pakiet jest dostarczany natychmiast, bez routingu, z szybkością 40 kbodów. Zużyta energia elektryczna będzie wynosić 36 mA * 160 bitów / 40 kbodów + 23 mA * 10 ms = 0,37 mA*s.
• Przeciętna opcja jest taka, że ​​wysłany pakiet jest dostarczany przez 2 routery z szybkością 40 kbodów. Zużyta energia elektryczna wyniesie 36 mA * 160 bitów / 40 kbodów + 23 mA * 10 ms * (2 routery +1) = 0,83 mA*s.
• W najgorszym przypadku wysłany pakiet nie zostanie dostarczony po wypróbowaniu 4 dostępnych tras, po 3 próby na trasę z szybkością 9600 bodów. Zużyta energia elektryczna będzie wynosić (36 mA * 160 bitów / 9,6 kbodów + 23 mA * (10 ms * (2 routery + 1) + 50 ms)) * 3 próby * 4 trasy = 29,3 mA*s.
• Samo oczekiwanie na pakiet ze sterownika przez jedną sekundę będzie wymagało poboru prądu 23 mA*s.
• Dla porównania wyobraźmy sobie tutaj zużycie energii podczas 3 godzin snu: 2,5 μA * 10800 s = 27 mA*s.

Można zauważyć, że różnica w zużyciu energii pomiędzy najlepszymi i najgorszymi opcjami jest ponad 70-krotna!

To też jest jasne próba dostarczenia pakietu do nieosiągalnego węzła kosztuje tyle samo co oczekiwanie na odpowiedź ze strony kontrolera przez jedną sekundę, Dioda LED włącza się na jedną sekundę Lub Urządzenie do spania na 3 godziny!

Pierwszy wniosek: odbiorcy pakietu będą dostępni.
Drugi wniosek: po otrzymaniu komunikatu z czujnika obudziłem się sterownik musi jak najszybciej wysłać wiadomość do czujnika Odłożyć decyzję do rana .
Trzeci wniosek: czujnik powinien zawierać jak najmniej urządzeń peryferyjnych i robić to tak rzadko, jak to możliwe.

Rozważ cykl życia typowego czujnika drzwi Z-Wave zasilanego bateryjnie:

• Obudź się, gdy zostanie przerwany, sprawdź stan czujników
• Jeżeli wystąpi zdarzenie wymagające wysłania poleceń sterujących, włącza moduł radiowy i wysyła pakiety do urządzeń z listy powiązanej z tym zdarzeniem
• Oczekiwanie na dostawę i zasypianie
• Budzi się raz na N sekund (od 10 ms do 2,55 sekundy - jest to funkcja sprzętowa modułu Z-Wave), aby sprawdzić licznik wybudzeń. Jeśli osiągnie określoną wartość K, budzi się
• T = N*K jest równy wspomnianemu wcześniej okresowi regularnych przebudzeń. Okres minął, czujnik wysyła pakiet Powiadomienie o przebudzeniu (Powiadomienie o przebudzeniu) do kontrolera i czeka
• Jeśli w określonym czasie W (w zależności od producenta od 2 do 60 sekund) nic nie dotrze, czujnik przejdzie w stan uśpienia
• Jeżeli dane dotrą, przetwarza je, w razie potrzeby reaguje, zeruje licznik czasu W i ponownie czeka
• Jeśli paczka dotarła Obudź się, nie ma więcej informacji (Odłożyć decyzję do rana), wówczas czujnik natychmiast kończy swoje dotychczasowe zadania i zasypia

Obliczmy żywotność czujnika w warunkach okresowego budzenia się raz na godzinę (T=3600 s) i wysyłania 20 zdarzeń otwarcia/zamknięcia dziennie (drzwi zostały otwarte 10 razy - założenie realistyczne dla drzwi wejściowych do mieszkania) . Koszt dzienny wyniesie 0,374 mA*s * (20 wysłań zdarzeń + 24 wysłania wybudzenia) + 216 mA*s (tryb uśpienia) = 234 mA*s. Okazuje się, że to 34 lata! W praktyce wartość ta jest znacznie mniejsza, gdyż tutaj nie wzięliśmy pod uwagę kosztów urządzeń peryferyjnych i żywotności baterii.

Teraz pobawimy się różnymi parametrami.

Włączenie diody LED na sekundę za każdym razem, gdy zostanie wysłane zdarzenie otwierające (20 razy dziennie) zmienia żywotność na 11 lat.

Wyobraźmy sobie, że czujnik będzie się budził nie raz na godzinę, ale raz na 5 minut. Już 24 lata, a przy włączonej diodzie (20 razy dziennie) 10 lat. Można zauważyć, jak częste okresowe zalanie znacząco skróciło żywotność baterii urządzenia. Chociaż w porównaniu z wkładem diody LED nie jest to znaczące.

A co jeśli kontroler jest wyłączony? Teraz wiadomość budząca nie jest dostarczana i czujnik jest zmuszony odczekać W = 2 sekundy przed ponownym przejściem w tryb uśpienia i miganiem diody LED przez 1 sekundę, aby powiadomić użytkownika o problemie. Te same baterie wystarczą tylko na 2,5 roku, jeśli budzisz się raz na godzinę i tylko 3 miesiące, jeśli budzisz się co 5 minut!

Oczywiście w tych obliczeniach nie uwzględnia się wszystkich czasów dłuższych niż dwa lata ze względu na właściwości chemiczne akumulatorów. Baterie AA i AAA nie są w stanie działać dłużej niż dwa lata przy ciągłym zasilaniu urządzenia nawet znikomym prądem, mimo że pojemność powinna być wystarczająca. Ale wszystko, co ma mniej niż dwa lata, stanie się ograniczeniem wydajności.

FLiRS

Przyjrzyjmy się urządzeniom często podsłuchującym (FLiRS). Urządzenia te budzą się co sekundę przez około 5 ms, aby nasłuchiwać wysyłania do nich specjalnego pakietu Obudź się promień. Jeśli trzy godziny snu wymagają 27 mA*s, wówczas urządzenie FLiRS pobierze 1255 mA*s, czyli 50 razy więcej niż koszt snu, ale także 200 razy mniej niż przy ciągłym trybie gotowości pakietowej. Tego typu urządzenia wytrzymują zwykle około 7-8 miesięcy na zestawie baterii AAA. Producenci starają się jednak stosować większe akumulatory, aby osiągnąć czas pracy dłuższy niż rok.

Jak wybrać optymalną konfigurację UPS do zorganizowania bezprzerwowego zasilania sprzętu i sprzętu AGD w domu

Odpowiedź na pytanie, jaki wybrać konfigurację zasilacza awaryjnego, aby zapewnić niezawodne zasilanie systemów ciepłowniczych, inżynieryjnych i domowych urządzeń elektrycznych, jest dość trudna. Zasadniczo jest to równanie z wieloma niewiadomymi. Przecież nie wiadomo z góry, jak złe będzie zasilanie sieciowe i jak długie będą przerwy w dostawie prądu.

W pierwszym etapie należy określić sumaryczną moc wszystkich odbiorców energii, których praca musi być zapewniona w przypadku braku zasilania sieciowego. Na podstawie tej wartości należy dobrać UPS o mocy o 20% wyższej niż maksymalna wartość obciążenia. Następnie należy określić pojemność akumulatorów zewnętrznych na podstawie wymaganego czasu podtrzymania.

Najbardziej optymalnym rozwiązaniem w przypadku zasilania bezprzerwowego jest podzielenie obciążenia na kilka mniejszych grup odbiorców. I rozwiązać problem oddzielnego zapewniania rezerw dla różnych grup konsumentów, w zależności od ich znaczenia. Dobierając konfigurację zasilacza awaryjnego i akumulatorów należy wziąć pod uwagę, że zwiększenie rezerwy mocy UPS nie prowadzi do liniowego wzrostu czasu trwania rezerwy. Aby zapewnić dużą moc obciążenia, wymagany jest zasilacz UPS o większej mocy, a aby zapewnić długi czas rezerwy, konieczne jest zwiększenie pojemności akumulatorów zewnętrznych.

Prosty sposób na obliczenie czasu podtrzymania zasilania awaryjnego

O czasie rezerwy chodu decydują przede wszystkim dwa parametry: moc ładunku oraz całkowita pojemność wszystkich akumulatorów.

Należy jednak zaznaczyć, że zależność czasu rezerwy od tych parametrów nie jest liniowa. Aby jednak szybko i z grubsza oszacować czas zapasu, można użyć prostego wzoru.

T=E*U/P(godziny),

GdzieE - pojemnośćbaterie,U - napięciebaterie,P - moc obciążeniawszystkie podłączone urządzenia.

Udoskonalona metoda obliczania czasu podtrzymania zasilania awaryjnego

Aby ułatwić obliczanie czasu rezerwy, wprowadzono dodatkowo specjalne współczynniki: sprawność falownika, współczynnik rozładowania akumulatora, współczynnik pojemności dyspozycyjnej w zależności od temperatury otoczenia.

Uwzględniając te współczynniki, wzór obliczeniowy przyjmuje następującą postać.

T=E*U/P*KPD * KRA * KDE(godziny),

gdzie KPD (sprawność falownika) mieści się w przedziale 0,7-0,8,

KRA (współczynnik rozładowania akumulatora) mieści się w przedziale 0,7-0,9,

KDE (współczynnik dostępnej pojemności) mieści się w przedziale 0,7-1,0.

Dostępny współczynnik nośności ma złożoną zależność od wartości temperatury i szybkości przykładania obciążenia. Im niższa temperatura powietrza, tym niższy współczynnik dostępnej wydajności. Im wolniej zużywana jest energia akumulatora, tym wyższy jest dostępny współczynnik pojemności.

Gotowe tabele wartości czasu rezerwy dla systemów zasilania gwarantowanego serii SKAT i TEPLOCOM

Wymagana jedna bateria zewnętrzna 12 V

Tabela przybliżonych czasów rezerwowych

Wymaga dwóch zewnętrznych akumulatorów 12 V

Tabela przybliżonych czasów rezerwowych

Wymaga 8 zewnętrznych baterii o napięciu 12 V

Linia marek UPS SKAT. I TEPLOCOM zapewnia możliwość zorganizowania niezawodnego nieprzerwanego zasilania odbiorców o różnych pojemnościach i celach. Zasilacze awaryjne pozwalają zorganizować nieprzerwane zasilanie od małego kotła grzewczego lub pompy obiegowej po zasilanie całego domu lub biura. Specjalistyczne zasilacze UPS umożliwiają zorganizowanie zasilania awaryjnego szczególnie ważnych obiektów, takich jak systemy łączności, urządzenia komunikacyjne, systemy bezpieczeństwa i kontroli.

Istnieje kilka sposobów na zwiększenie czasu rezerwy mocy ładunku. Wszystkie te metody wynikają ze wzoru na obliczenie rezerwy czasu.

Aby zwiększyć czas rezerwy, można zwiększyć pojemność akumulatorów zewnętrznych, zmniejszyć ładowność i stworzyć optymalne warunki pracy zasilacza UPS i akumulatorów.

Pierwsza opcja- najprostszy, ale najdroższy. Aby zwiększyć pojemność akumulatorów, trzeba będzie kupić droższe akumulatory i zasilacz UPS, który umożliwi ich sprawne ładowanie. Oprócz kosztów sprzętu konieczne będzie również wydzielenie specjalnego pomieszczenia przeznaczonego do przechowywania i obsługi akumulatorów, wyposażonego w dobry system wentylacji.

Druga metoda- zmniejszyć obciążenie. Przede wszystkim należy podzielić obciążenie na grupy w zależności od potrzeby zapewnienia nieprzerwanego zasilania. Jeśli przez dłuższy czas nie będzie prądu, będziesz musiał wybrać między znaczeniem zapewnienia działania inżynieryjnych systemów grzewczych i wodociągowych a koniecznością korzystania z lodówki lub klimatyzatora. Dzięki temu nowoczesna lodówka pozwala zapewnić akceptowalną temperaturę przez około 20 godzin, jeśli nie otworzysz jej ponownie. Kolejną grupą odbiorców jest system oświetleniowy, do oświetlenia można zastosować autonomiczne zasilacze awaryjne lub lampy awaryjne z wbudowanym akumulatorem. Ostatecznie można posiedzieć przy świetle latarki lub starej, dobrej świecy, wszystko jest lepsze niż odmrożenie instalacji grzewczej.

Trzecia metoda jest poprawa jakości obsługi UPS i akumulatorów. Najważniejsze punkty to utrzymanie sprzętu w czystości i zapewnienie dobrych warunków temperaturowych. Osobno warto zwrócić uwagę na konieczność prawidłowego ładowania akumulatora i przeprowadzenia szkolenia akumulatorowego. Często zdarza się, że nie ma żadnych problemów elektrycznych i akumulatory nie ulegają cyklom rozładowywania i ładowania. W rezultacie po kilku miesiącach rzeczywista pojemność baterii gwałtownie spada. Aby wytrenować akumulator, należy użyć specjalnego sprzętu lub symulować okresowe przerwy w dostawie prądu, umożliwiając akumulatorom pracę.