Наближається осінь і наближаються проблеми з електроенергією. Цілком типова ситуація, коли опалення ще не включили, а всі сусіди починають обігріватися електрокамінами і різними обігрівачами, просажівая і без того навантажену мережу. Бурі ламають дроти, дроти рвуться, обладнання виявляється без харчування. Виручає рятівний бесперебойник або ІБП. Але що робити, коли аварія на лінії триває більше години, а бесперебойник виробляє весь ресурс за десятки хвилин? Нарощувати місткість вбудованих батарей. Як це зробити правильно і безпечно, а також як підібрати необхідну батарею я сьогодні розповім на реальному прикладі.
типи акумуляторів
AGM
Технологія AGM використовує просочений рідким електролітом пористий заповнювач відсіків корпусу зі скловолокна. Мікропори цього матеріалу заповнені електролітом в повному обсязі. Вільний обсяг використовується для рекомбінації газів.
Герметичні, не обслуговуються, не вимагають вентильованого приміщення для установки. Батареї AGM відмінно працюють в режимі підзарядки (буферному режимі) з терміном служби до 10-12 років. Якщо ж їх використовувати в циклічному режимі (тобто постійно заряджати-розряджати на хоча б 30% -40% від ємності), то їх термін служби скорочується мало не в два-три рази. Термін служби при повній автономії до 3-х років. Рекомендуються для резервного безперебійного електроживлення.
У гелевом акумуляторі електроліт загущен силікагелем, желеподібної білястої масою. Цей гель трохи підсушений і пронизаний мікротріщинами, які не дають випаровуванням електроліту випаровуватися. Пари кисню і водню утримуються всередині гелю, реагують і перетворюються в воду, яка вбирається гелем. Майже всі випаровування, таким чином, повертаються назад в акумулятор і це називається рекомбінацією газу. Сепаратор в гелевих акумуляторах теж незвичайний - мікропористий дюропластик, за рахунок присадок з алюмінію він має високу стійкість в агресивному середовищі, володіє високою температурною стабільністю і механічною міцністю; Останнім забезпечує високу вібростійкість і ударостійкість конструкції. При виробництві гелевих акумуляторів використовують Високочистий свинець - це збільшує експлуатаційні характеристики АКБ в кілька разів. Термін служби при автономії до 4-х років, при резервному живленні до 12 років. Рекомендуються для резервного безперебійного електроживлення.
Акумулятори типу GEL і AGM практично не відрізняються зовні і мають досить близькі характеристики. Далі цікавіше.
Основою панцирної платини є чохол (панцир), виготовлений з нетканого микропористого пластика у вигляді ряду паралельних трубок. Усередині трубок укладена активна маса. Токоотводящий деталлю пластини служить запресована в активну масу стрижнева рамка, відлита з свинцево-сурм'янистого сплаву. Стрижнева рамка відливається під тиском, що виключає утворення в токоотводящий стрижнях раковин і інших ливарних дефектів, значно збільшуючи термін служби. Мікропористий панцир надійно захищає позитивну активну масу від осипання і зсуву протягом усього періоду експлуатації акумулятор. Рекомендуються для повної автономії і / або резервних систем. Термін служби панцирних АКБ в умовах автономії не менше 10 років при правильній експлуатації (або 1500 циклів 80% розрядів), або 15 - 17 років при резервному живленні. Поставляються в сухозаряженном вигляді.
Виготовлені по літій-залізо фосфатной технології герметичні АКБ. Рекомендуються для повної автономії і / або резервних систем. Термін служби літій-залізофосфатні АКБ в умовах автономії до 20 років при правильній експлуатації (або 5000 циклів 70% розрядів), або 25 - 30 років при резервному живленні. Поставляються в комплекті з BMS. М Дані АКБ мають ряд найважливіших переваг і є найперспективнішими АКБ в світі.
вибір
Все говорить на користь Літій-залізо-фосфатних батарей (LiFePo4), але початкові вкладення досить-таки великі, хоча перевага незаперечна: ніякої кислоти, герметичні, не вимагають обслуговування і найнижча вартість циклу заряд-розряд. З урахуванням всіх плюсів і мінусів, я вирішив зупинитися на сухозаряженной панцирних акумуляторах.
Підготовка і складання акумуляторної батареї
Так як панцирні акумулятори. які я вибрав, поставляються банками по 2В, а мені необхідно було отримати 24В, то треба було самостійно збирати батарею з 12 штук. Першим етапом стала заправка електролітом. Процедура пов'язана з ризиком для здоров'я, тому потрібно використовувати захисні засоби: окуляри або маска для очей, респіратор, гумові рукавички, гумові чоботи. Ще я додав дощовик, на випадок расплесківанія електроліту, в якому міститься кислота. Також акумулятори найкраще заливати на гумовому або пластиковому килимку, щоб в разі проливання електроліту на підлозі не залишилося слідів.
Для заливання електроліту я скористався ось таким ручним насосом. стійким до кислоти.
Сама заправка акумулятора досить проста, але з урахуванням 12 банок забирає чимало часу. Сода в кадрі не просто так. З курсу хімії відомо, що кислоту набагато ефективніше не змивати водою, а нейтралізувати содою, тому по техніці безпеки краще тримати відкриту пачку соди поблизу.
Після заправки акумуляторів електролітом потрібно поставити батарею на дозарядку не пізніше, ніж через 3 години. Сама процедура зарядки повинна здійснюватися відповідним зарядником з струмом, що становить 10% (0,1) від ємності акумуляторної батареї. Наприклад, якщо ємність становить 210 Ач, то максимальний зарядний струм повинен бути не більше 21 А. Товсті перемички використовуються для того, щоб вони не стали пляшковим горлечком при протіканні великих стартових струмів.
Наступним етапом, що дозволяє з обслуговуваних акумуляторів зробити малообслуговувані або зовсім не обслуговуються, стала установка пробок рекуперації. Виділяється при зарядці водень, піднімаючись в таку пробку, об'єднується з киснем з повітря і стікає назад в акумулятор. Перш ніж встановити такі пробки, потрібно повністю зарядити батарею і дати їй відстоятися кілька днів, так як перший час можливо підвищене газоутворення, на яке такі рекуператори не розраховані. Якщо ж знехтувати цією ситуацією, то можливий сумний підсумок: перегрів рекуператора.
В результаті батарея придбала ось такий вигляд і потребують лише профілактичної перевірки різниці напруг між акумуляторними банками раз на рік, і перевірки рівня електроліту раз в 6 років. Якщо напруга у різних АКБ почне «розбігатися», то необхідно провести зрівнює заряд (заряд підвищеною напругою). Якщо рівень електроліту виявиться нижче - досить долити дистильованої води.
Тут варто перевага подібного рішення: у герметичних АКБ (GEL і AGM), водень, незважаючи на внутрішню рекуперацію, теж все ж потихеньку випаровується, але ось долити води вже неможливо і такі герметичні АКБ доводиться викидати набагато раніше.
Запасені енергія конкретно цієї збірки складає 5040 Вт * год, а без особливих втрат для здоров'я батареї можна витратити половину. Тобто два-три ноутбука в нормальному режимі роботи зможуть проіснувати добу і ще залишиться запас енергії. Якщо додати до цього зовнішній генератор або сонячні батареї, то система стає повністю автономної і дозволить працювати не один рік.