Акумулятори великої ємності. Як обрати

Ситуацій, коли відключення світла загрожує звичному комфорту, комерційній та/або виробничій діяльності, а часто й життю людини, дуже багато. Наприклад, у хірургічному відділенні. Але найчастіше виникає питання – як організувати безперебійне живлення для цілого приватного будинку. Зокрема, для систем освітлення та опалення.

Рішення є – встановлення акумуляторних модулів з інверторами (перетворять постійну напругу 12 В на 220 В змінної). Такий варіант найчастіше буває кращим, ніж використання паливного генератора. Тому що дозволяє практично миттєво переключитися на резервне живлення й назад. А у випадку з генератором ще необхідно купувати паливо та виконувати ряд вимог щодо безпеки (наприклад, захист від вихлопних газів). Ще краще купити акумулятор великої ємності, якщо на ділянці встановлені сонячні панелі.

Приклад: для роботи не менше 20 годин від резервного джерела живлення газового котла (400 Вт) для опалення будинку необхідно купити акумулятори загальною ємністю 800 А*год. Це може бути 8 акумуляторів 100 А*год або 4 акумулятори по 200 А*год. Зрозуміло, що резервна система живлення включає ще таке обладнання, як стабілізатор, зарядний пристрій, високовольтні дроти тощо.

Конструкція та робота акумулятора: базові відомості

Акумулятор є накопичувачем електричної енергії багаторазової дії. Робочий цикл пристрою – заряджання та розряджання.

Робота пристрою ґрунтується на можливості оборотності хімічних реакцій. Кілька акумуляторів, які послідовно або паралельно з'єднані між собою, називаються акумуляторною батареєю (АКБ). Також на базі акумуляторів будують джерела безперебійного живлення (ДБЖ).

Завдання акумуляторів

Головне завдання акумуляторів – забезпечення резервним електроживленням споживачів на час відсутності основного (комп'ютери, системи тривожної сигналізації та ін.). У деяких випадках ці пристрої самі є постачальниками основного живлення. Наприклад, в акумуляторних шуруповертах, автомобілях.

Часто ДБЖ використовують як стабілізатори напруги.

Пристрій повинен «вміти» швидко заряджатися, довго зберігати запас електроенергії без втрат, його робочі характеристики повинні якнайменше залежати від навколишньої температури тощо.

Сфери застосування акумуляторів

Сучасні АКБ великої ємності застосовуються у побуті та промисловості.

До сфери «домашнього» застосування накопичувачів електроенергії належать:

• системи охоронно-пожежної сигналізації (ОПС);
• відеоспостереження, системи контролю доступу (СКУД) невеликих масштабів;
• комп'ютерні мережі;
• електросамокати і т. п.

Набагато ширша сфера застосування промислових акумуляторів великої ємності:

• медичні заклади;
• електротранспорт (навантажувачі, електромобілі);
• для військових потреб;
• харчова, хімічна промисловість та ін.

Акумуляторні модулі використовують навіть на АЕС для резервування живлення систем безпеки.

Як вибрати акумулятор

Вибір акумулятора можна розділити на дві частини:

• підбір за робочими характеристиками;
• підбір за типом.

У першому випадку, як правило, відомі характеристики пристрою-споживача. До них відносяться струм і напруга, також передбачуваний час роботи від автономного джерела живлення. Тому вибір АКБ зводиться до обчислення ємності. Для 12-вольтового накопичувача використовують формулу:

(Ємність, А*год) =

(Сумарна потужність споживачів, Вт) х (Час роботи, год) / (напруга, В) х (Коефіцієнт використання ємності акумуляторів ~ 30%) х (запас 20%)

Наприклад, якої ємності необхідний акумулятор для роботи аварійного освітлення (лампочки на 12 В загальною потужністю 200 Вт) протягом 14 годин? Розрахуємо:

200 х 14 / 12 х 0.7 х 1.2 = 200 А*год

Зазначимо, що у лінійці АКБ TRINIX є якісні моделі такої ємності різних типів. Наприклад, свинцево-кислотна чи гелева.

За необхідності можна застосувати й інші формули для обчислення кількості акумуляторів в АКБ, їх потужності та інших параметрів.

Типи та особливості акумуляторів

Типи акумуляторів залежать від технології їх виробництва, а особливості полягають у застосуванні цих типів у певній сфері. Наприклад, свинцеві АКБ найчастіше знаходять застосування в автомобілях.

Існують такі основні типи акумуляторів:
1. Свинцеві, в яких як електроліт виступає розведена сірчана кислота. Їх особливість – не герметичні, характеризуються виділенням водню та випаровуванням сірчаної кислоти. Але вони мають низький внутрішній опір.

2. Створені за технологією AGM – Absorptive Glass Mat. Тут електроліт укладений у мікропористе скловолокно, пристрій герметичний та термін його служби становить не менше 12 років. Безперечна перевага при виборі – найнижчий рівень цін у порівнянні з накопичувачами конкурентних типів. Область застосування – найчастіше в ДБЖ.

3. Гелеві акумулятори (за технологією GEL-Electrolite). В них електроліт перебуває у гелеподібному стані. Досягається це за допомогою двоокису кремнію. Пристрої з високим внутрішнім опором. Мають наступні переваги – герметичні, добре переносять глибокий розряд. Термін його служби становить не менше 10 років.

4. LiFePO4 – літій-залізо-фосфатні акумулятори, в яких катод із фосфату заліза та графітовий вуглецевий анод із металевою підкладкою. Переваги LFP-акумуляторів – прискорена зарядка, 95-98% ККД, в 1,5-2 рази легше свинцевих, від 2000 циклів зарядки-розрядки, працює зі стабільними робочими характеристиками в ширшому діапазоні температури зовнішнього середовища, відсутність дорогого кобальту в конструкції, екологічна безпека.

В даній статті ми навели спрощений підхід до розрахунку необхідної акумуляторної батареї великої ємності – на 100 Аг, 150 Аг або 200 Аг. Точніше підібрати модель пристрою допоможе наш консультант.