Герметизированные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы Ventura

 

Свинцовые химические источники тока являются наиболее распространенными среди существующих в настоящее время. Масштаб их производства определяется как относительно низкой стоимостью, обусловленной сравнительной недефицитностью исходных материалов, так и разработкой различных вариантов этих источников тока, отвечающих требованиям широкого круга потребителей.

AGM батареи - герметичные, необслуживаемые, не требуют вентиллируемого помещения для установки. Батареи AGM прекрасно работают в буферном режиме, т.е. в режиме подзарядки. В таком режиме служат до 10-12 лет. Если же их использовать в циклическом режиме (т.е. постоянно заряжать-разряжать на хотя бы 30%-40% от емкости), то их срок службы сокращается. Такие АБ используются в UPS; вообще UPS предназначены для аварийного завершения работ, а не для питания нагрузки в постоянном режиме. Поэтому, учитывая что обычно они стоят в офисах, там и ставят AGM и гелевые батареи. Даже если АБ и выйдет из строя преждевременно, все же это во многих случаях дешевле, чем риск потери информации и результатов работы.

AGM батареи нельзя заряжать током более 0,3С, иначе могут вспучиться. Гелевые батареи лучше выдерживают циклические режимы заряда-разряда. Их применение более желательно в системах автономного электроснабжения. Однако они дороже AGM батарей и тем более стартерных.

Определяющими факторами при выборе аккумуляторных батарей для вашей системы являются цена, условия, при которых будет работать батарея (температура, условия обслуживания, наличие специального помещения и т.п.), а также ожидаемый срок службы аккумуляторной батареи.

Герметизированные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы Ventura серии GP, GPL изготовлены по технологии AGM (Absorbent Glass Mat- электролит, впитанный в стекловолоконный сепаратор). Благодаря высокой степени рекомбинации (более 99%), не требуется долива дистилючая авиационный.

Области применения:

  • системы аварийного оповещения и сигнализации
  • кабельное телевидение
  • оборудование связи
  • компьютеры и серверы
  • системы управления
  • UPS
  • электронные измерительные ус-ва
  • системы аварийной сигнализации
  • системы пожарной и охранной сигнализации
  • автономные силовые приборы и ус-ва
  • ветрогенераторы и солнечные панели
  • и др.

 

 

 

 

         

Инверторы

 

Инверторы служат для преобразования постоянного тока от аккумуляторов в переменный ток напряжением 220 В.

Если в инвертор встроено зарядное устройство для подзаряда аккумуляторов при питании от сети, а также блок слежения за наличием и качеством напряжением в сети, то такое устройство называется блоком бесперебойного питания (ББП). При пропадании напряжения в сети, или выходе его значения за установленные пределы, ББП автоматически переключается на питание от аккумуляторов.

Инверторы также различаются в зависимости от формы генерируемого напряжения переменного тока. Если форма напряжения прямоугольная (меандр), ступенчатая, или трапециевидная, то такие инверторы инверторы являются несинусоидальными. Иногда встречается нагрузка, критичная к форме напряжения - например, асинхронные двигатели или трансформаторы. Такую нагрузку нежелательно питать от несинусоидального инвертора.

Если форма напряжения максимально приближена к синусоиде, такие инверторы считаются синусоидальными. От таких инверторов можно питать любую нагрузку переменного тока.Более подробно о форме выходного напряжения и ее влиянии на работу подключенной нагрзуки см. ниже

Для использования в автономный и резервных системах электроснабжения мы предлагаем различные инверторы, как российские, так и импортные.

Наиболее высокое качество имеет продукция фирм SMA, Steca, Xantrex и Outback, TBS Electronics. У этих инверторов чистая синусоида на выходе и гибкие настройки режимов работы.

Российские инверторы представлены продукцией новосибирского предприятия "СибКонтакт". Несмотря на незатейливый вид и отсутствие дизайнерских изысков, инверторы "Чистый Синус" показывают очень хорошие параметры. Полная автоматика, электронная защита от перегрузки и перегрева, чистый синус на выходе, малое собственное потребление, отсутствие вентиляции охлаждения, возможность герметичного и водозащищенногоисполнения позволяет с успехом использовать эти инверторы в резервных и автономных системах электроснабжения. Цена у российских инверторов намного ниже, чем у импортного высококачественного оборудования, однако модельный ряд и область применения этих инверторов ограничены. Эти инверторы в основном применяются для бюджетных систем с мощностью потребления до 1 кВт, где не требуется 100% надежность электроснабжения. В ближайшее времядолжна появиться новая модельная серия этих инверторов с улучшенными технико-эксплуатационными параметрами, которые позволят его применять в резервных системах для обеспечения электроснабжения отопительного оборудования.

Из недорогих несинусоидальных инверторов неплохое качество у тайваньских инверторов, предлагаемых под торговой маркой "Мобилен", а также у китайских инверторов Simin. В модельном ряду инверторов Simin есть как несинусоидальные, так и синусоидальные инверторы. В моделях Мобилен и Simin как опция бывает маломощное зарядное устройство.

Перейдите по ссылкам оглавления в верхней части страницы для более подробной информации об этих продуктах.

Различия в форме выходного напряжения и ее влияние на работу нагрузки

Синусоидальная и квазисинусоидальная формы напряжения
Синусоидальная и квазисинусоидальная формы напряжения.

Дешевые инверторы обычно имеют на выходе так называемую квазисинусоиду (рис.1). Синусоидальная форма напряжения получается благодаря использованию принципа широтно-импульсной модуляции, который широко применяется системах телекоммуникации и высокоточном электронном оборудовании. Что же дают синусоидальные инверторы в процессе их эксплуатации и стоит ли переплачивать в два раза (а то и больше), по сравнению с меандровыми инверторами?Для этого нужно разобраться, какие приборы мы планируем подключать в этим инверторам. Если это, допустим, будут осветительные приборы или бытовые нагревательные приборы, то вполне вероятно, что покупка инвертора с чистым синусом формы напряжения будет не обязательна.

Но если же вы планируете получать переменное напряжение от инвертора к электроустройствам, которые чувствительны к форме напряжения (это может быть дорогая аудио- или видеоаппаратура, стиральные машины, холодильники и т.п.), то очень желательно иметь инвертор синусоидального типа. Дело в том, что при резкой смене полярности часто случаются довольно неприятные эффекты в подключенных электроприборах, которые сокращают срок их службыи могут привести в преждевременному выходу из строя. Поэтому, в данном случае экономия на инверторах будет неоправдана, так как впоследствии придется или покупать новую электротехнику или нести ее в ремонт раньше срока.

Более того, синусоидальным током лучше питать нагрузку, которая использует при своей работе различные электромагнитные процессы - т.е. синхронные и асинхронные двигатели, низкочастотные трансформаторы. К такой нагрузке относятся холодильники, различные насосы, стиральные машины и т.п. Если питать такую нагрузку от квазисинусоидальным током, то нужно инвертор брать с почти 3-х кратным запасом по мощности. А нагрузку (двигатели, компрессоры, насосы и т.п.) тоже обязательно нужно выбирать с запасом по мощности процентов на 30. При питании от несинуса двигатели теряют мощность процентов на 20-30 и вся эта потеря преобразуется в тепло (т.е. они греются гораздо сильнее). Также наблюдается повышенное "гудение" двигателей.

Для некоторых бытовых электроприборов допустимо использовать переменное напряжение с упрощённой формой сигнала (при подключении меандровых инверторов). Однако, в связи с тем, что при резкой смене полярности случаются довольно неприятные эффекты в подключенных электротехнических устройствах, в дорогих и чувствительных к форме напряжения электроприборах рекомендуется использовать синусоидальные инверторы.

Дополнительную информацию о влиянии формы напряжения инвертора на работу нагрузки и о различных формах напряжения инверторов вы можете почитать в разделе Библиотека нашего сайта. Обратите внимание на статьи Источники бесперебойного питания 220В и Как выбрать блок бесперебойного или резервного питания

Гибридные инверторы

Гибридные инверторы могу работать одновременно и от источника переменного тока (сеть или генератор), и от аккумуляторных батарей. Именно такие инверторы считаются гибридными. Некоторые производители называют "гибридными" инверторы, в которых встроены контроллеры для солнечных батарей или ветрогенераторов - такие инверторы мы, для избежания путаницы, не называем гибридными, а называем "инверторами со встроенным контроллером заряда" для СБ или ВГ.

Гибридные инверторы позволяют максимизировать использование энергии солнечных батарей не отключаясь от сетей централизованного электроснабжения. Такие инверторы уменьшают потребление от сети, если солнечная батарея или ветрогенератор вырабатывают достаточно энергии для питания нагрузки. При этом отключения от сети не происходит, что обеспечивает гладкую работу системы без скачков напряжений.

         

Аккумуляторные батареи

 

Для чего нужно использовать АБ в системе автономного электроснабжения?

В простейшем виде автономное электропитание аппаратуры малой мощности (< 100 Вт) можно обеспечить прямым подключением к нагрузке солнечной батареи , термоэлектрического генератора или ветроэлектрической установки, а большой мощности ( > 500 Вт) с помощью прямого подключения к нагрузке дизель или бензогенератора. Недостатком такого электропитания является несогласованность величины и времени поступления электроэнергии от источника к потребителю. Так, например, в отсутствие солнца солнечная батарея перестает работать и радиоприемник замолкает, тоже самое происходит с термоэлектрическим генератором, если источник тепла перестает поддерживать необходимый (больше 200°С) перепад температур или с ветроэлектрической установкой при скорости ветра ниже 3 м/сек.

аккумуляторные батареиВ автономных системах электроснабжения для сохранения вырабатываемого первичным источником энергии электричества, а также для обеспечения стабильности выходного напряжения при разных режимах эксплуатации, применяются аккумуляторные батареи различных типов.

Более того, многие потребители выходят из строя при скачках питающего напряжения и при выходе напряжения за допустимые пределы (различные электронные устройства, инверторы, компактные люминесцентные лампы и т.д.).

Солнечная батарея, например, имеет на выходе сильно меняющееся в широких пределах напряжение. Например, СБ номинальным напряжением 12 В может иметь на выходе напряжение от 0 до 21 В.

Поэтому аккумулятор, работающий в буферном режиме, просто необходим для фотоэлектрической системы или ветроустановки. Помимо своей основной функции - хранить энергию - он выполняет также и функцию стабилизации напряжения на нагрузке.

Что касается дизель или бензогенератора, то в коттедже или в фермерском хозяйстве целесообразно для экономии топлива эксплуатировать его не в непрерывном, а в периодическом режиме работы, и желательно запускать его только днем. Этого можно добиться, добавив к системе электропитания инвертор с зарядным устройством и аккумуляторные батареи (АБ), которые будут заряжаться циклически от генератора. При этом жидко-топливный генератор будет работать в режиме, близком к номинальной нагрузке, что повышает его КПД и снижает расход топлива на единицу выработанной электроэнергии.

Избыток электроэнергии, вырабатываемый различными источниками, может запасаться в АБ на длительное время (десятки дней и даже месяцы), а запасенная электроэнергия в любой момент может быть передана в нагрузку, при этом разрядный ток может многократно превышать ток заряда и обеспечивать питание нагрузки, мощность которой многократно превышает установленную мощность солнечной батареи, термоэлектрического генератора, ветроэлектрической установки и даже дизель или бензогенератора. Более подробно о "повышении мощности" дизель-генератора или сети, читайте в соответствующем разделе.

Для чего нужно использовать АБ в системе резервного электроснабжения?

В системах резервного электроснабжения блоки бесперебойного питания (в общем случае это инвертор с зарядным устройством и со схемой слежения за наличием сети), аккумуляторы заряжаются при наличии сети, и выдают энергию, когда сеть пропадает. Это очень важно, когда для функционирования систем жизнеобеспечения дома необходима электроэнергия - например, для питания циркуляционных насосов и электроники котлов в домах с отоплением на газе, солярке или другом источнике (но только не электрическом бойлере). Наличие системы бесперебойного электроснабжения позволить не замерзнуть при авариях в сетях.

Системы с возможностью добавления мощности также требуют применение аккумуляторов. Такие системы позволяют покупать у электрических сетей мощности, соответствующие среднему потреблению в доме, и в то же время питать кратковременно нагрузку мощностью в несколько раз превышающей подключенную мощность сети. Здесь аккумуляторы используются для накопления энергии в периоды низкого электропотребления, и отдачи ее в нагрузку в периоды пикового потребления. За счет применения таких систем можно снизить затраты на подключение в несколько раз.

В таких системах резервного электроснабжения обычно используются герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы с технологией AGM. Они имеют большой срок службы в буферном режиме и могут легко отдавать большие токи в течение короткого промежутка времени.

Герметичные АБ (гелевые или AGM) можно хранить и устанавливать в обычных помещениях (для стартерных и других негерметичных батарей необходимо специальное хорошо проветриваемое помещение и поддержание температурного режима, потому что при своей работе они выделяют ядовитые и взрывоопасные газы). Если позволяют финансы, то наиболее экономически выгодным приобретением будут аккумуляторы типа OPzV - это 2В банки емкостью от 200 до 3000А*ч с трубчатыми электродами, которые имеют примерно в 3 раза больший срок службы по сравнению с обычными гелевыми аккумуляторами. При этом их стоимость примерно в 1,5-2 раза превышает стоимость гелевых АБ.

Более дорогие аккумуляторы с намазными пластинами и жидким электролитом намного лучше выдерживают циклические режимы и глубокий разряд. Хотя они значительно дороже, но обеспечивают большую надежность электроснабжения и больший срок службы. Таким аккумуляторам также требуется отдельное, хорошо вентилируемое, помещение.

         

Контроллеры заряда

 

Для того, чтобы ваш аккумулятор прослужил как можно дольше, необходимо использовать качественные зарядные устройства. Стоит отметить, что если зарядные устройства аккумуляторов подобраны не верно, то срок службы аккумулятора может резко сократиться. Зарядные устройства высокого качества помогут продлить срок службы вашего аккумулятора и предотвратить его сульфатацию. Очень важно обеспечивать полный заряд аккумуляторной батареи. Это возможно только при наличии в зарядном устройстве нескольких стадий заряда (как минимум 2). Обычно качественные зарядные устройства обеспечивают от 3 до 7 стадий заряда.

Подобрать зарядные устройства на новые аккумуляторы достаточно легко. Несколько труднее купить зарядные устройства для аккумуляторов проработавших серьезные сроки. Зарядные устройства аккумуляторов бывают автоматическими, полу-автоматы и ручными.

Необходимо подбирать ЗУ в зависимости от требуемого тока заряда, типа аккумулятора, требуемой скорости заряда. Конечно, лучше иметь полностью автоматическое устройство.

Зарядное устройство лучше выбирать на ток 0,05-0,2С. Т.е., если вам надо заряжать аккумулятор емкостью 100 А*ч, то лучше выбрать ЗУ с максимальным током от 5 до 20А. Если ЗУ будет обеспечивать меньший ток, то заряд АБ будет долгим, а если больше 0,2С, то АБ может выйти из строя. Хотя многие AGM аккумуляторы можно заряжать током до 0,3С, постоянно лучше это не делать, так как при максимальных токах заряда срок службы аккумулятора сокращается. Мы рекомендуем не превышать ток заряда величиной 0,15-0,2С как для гелевых, так и для AGM аккумуляторов.

Для быстрого заряда свинцово-кислотной АБ ее нужно заряжать как минимум 5-6 часов максимальным током. После этого АБ будет заряжена на 60-70%. Если регулярно проводить заряд таким методом, то АБ скоро выйдет из строя. Поэтому периодически нужно проводить заряд как минимум часов 10 в режимах насыщения и поддержки. Для аккумуляторов с жидким электролитом нужно еще регулярное выравнивание, т.е. заряд при контролируемом газовыделении. При этом происходит вымывание сульфатом из пластин аккумулятора и перемешивание электролита. Для герметичных аккумуляторов (гелевых и AGM) режим выравнивания запрещен, потому что может привести к вспуханию и разгерметизации АБ. Более подробно о режимах заряда АБ вы можете почитать в разделе «Основы возобновляемой энергетики», подраздел по аккумуляторным батареям.