Calculul duratei de viață a bateriei invertorului. calcularea duratei de viață a bateriei (bateria) Cum se calculează câte ore va dura o baterie

În viața omului modern sunt folosite peste tot.

Aproape orice echipament electric și inginerie electrică este alimentat de energie care provine din surse de curent chimic.

Bateriile epuizate sunt pur și simplu înlocuite cu altele noi, ceea ce determină ușurința în utilizare.

În același timp, puțini oameni știu că bateriile încă destul de potrivite sunt adesea aruncate la gunoi, care trebuie restaurate folosind:

• o unghie ascuțită sau o pungă;
• seringă;
• încărcător de baterii;
• apa fierbinte;
• apa distilata;
• oțet de masă (concentrație 9%);
• soluție de acid clorhidric (concentrație 10%);
• ciocan mic;
• rășină și plastilină.

Deci, în cadrul acestui articol, creștem timpul de funcționare (durata de viață) a unei baterii, care, se pare, și-a epuizat deja resursele de lucru.

Dar mai întâi lucrurile.

Extinderea duratei de viață a bateriei

Regenerarea (restabilirea) sursei de alimentare este posibilă numai dacă capacitatea și tensiunea acesteia nu au scăzut la valoarea limită.

Bateriile AA (1,5 volți) rezistă la un prag minim de 0,7-0,8 volți. Dacă această valoare nu a fost încă atinsă, puteți începe resuscitarea.

Cel mai simplu mod de a crește durata de viață a bateriilor care sunt descărcate la sarcină mare. Astfel de baterii pot fi găsite în lanterne, jucării, radiouri etc.

Sursele de curent chimic care sunt descărcate la sarcini mici (ceasuri, radio, echipamente fotografice) se recuperează mult mai rău, deoarece. dezvolta uniform resursa necesară fără urmă.

O baterie care a stat inactiv de mult timp și s-a uscat poate fi regenerată prin următoarele operații:

1. Facem găuri cu două fețe până la o adâncime de 3/4 cu un obiect metalic subțire (cuie sau awl) pe lungimea bateriei de la ambele margini, de-a lungul tijei.

2. Injectăm puțină apă purificată sau distilată (cu o seringă) în orificiul făcut.

3. Observăm cum trece apa în interiorul bateriei și deplasează aerul dintr-o altă gaură.

4. De îndată ce apa trece prin toate bateriile, începe să iasă pe partea opusă, închidem găurile cu rășină sau plastilină.

5. Să testăm bateria „reîncărcată” în funcțiune.

Durata de viață a bateriei poate fi mărită prin injectarea nu de apă, ci de oțet de masă (doză dublă) sau soluție de acid clorhidric.

Dacă pașii de mai sus sunt prea complicați, pur și simplu puteți pune bateria uzată în apă fierbinte timp de 10 minute.

În plus, durata de viață a bateriei este crescută ca urmare a solicitărilor mecanice.

În aceste scopuri, vom avea nevoie de un ciocan mic, care trebuie bătut pe carcasa bateriei.

În loc de ciocan, puteți folosi orice alt obiect care nu dăunează integrității corpului. 2-3 zile de funcționare la curenți de descărcare mici sunt garantate!

În plus, puteți încerca să reînviați bateria punându-l într-un încărcător special. Puteți face acest lucru cu precauție extremă!

Bateriile simple de unică folosință nu sunt concepute pentru a fi reîncărcate, prin urmare, astfel de acțiuni pot fi folosite pe propriul risc și teamă !!!

Echipament în wați. Trebuie să aflăm exact consumul mediu (de-a lungul timpului de la ). Poate diferi de puterea maximă sau nominală indicată în descrierile echipamentului.

De exemplu, puterea nominală a sursei de alimentare a unui computer poate fi de 500 W, iar consumul real de energie este de 120 W (procesor de putere redusă - 60 W, placă de bază nu prea sofisticată cu adaptor video integrat - 50 W și un hard disk mic - 10 W).

În al doilea exemplu. Frigiderul conectat la frigider are un compresor cu o putere electrică de 200 W, dar acest compresor pornește o dată la 10 minute și funcționează timp de 2 minute. În acest caz, consumul mediu va fi egal cu:

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

Dacă frigiderul are un consum anual de energie în kilowați-oră (de exemplu, 270 kWh pe an), atunci pentru a calcula puterea medie, această valoare trebuie împărțită la 9:

P = 270 / 9 = 30 W

Ne interesează puterea medie activă echipamente alimentate de, i.e. putere exprimată în wați (W), nu în volți-amperi (VA). Dacă se cunoaște doar puterea aparentă (în VA), atunci aceasta trebuie înmulțită cu un factor de la 0,6 la 1,0, în funcție de caracteristicile echipamentului.

2. Calculul totalului

De exemplu, are un încorporat, format din 2

Pentru simplitate, am realizat calculatoare de calcul:

Și acum vă prezentăm algoritmul de calcul:

1) Determinați puterea totală a sarcinii și curentul de descărcare constant.

2) Calculăm capacitatea bateriei necesară pentru o anumită autonomie.

3) Determinați tipul bateriei

Exemplu

Dat: doua benzi LED cu o putere de 10W si functionand de la 12V. Autonomia necesara: 10h. Durată de viață: un an cu utilizare zilnică. Conditii de functionare: temperatura camerei constanta 20 de grade.

Găsi: acumulatori minimi admisibili si optimi pentru rezolvarea problemei.

Soluţie

1) Putere totală W=10W*2=20W. Curent de descărcare constant: I=20/12=1,67A. Pentru calcule precise, este de dorit să măsurați consumul de curent folosind un multimetru.

2) Pentru a determina capacitatea necesară, parcurgeți punctele:

A) Pentru a menține sarcina la un astfel de curent de descărcare, este necesar să se determine capacitatea minimă calculată a bateriei: 1,67 * 10 = 16,7Ah.

b) Trebuie avut în vedere faptul că capacitatea bateriilor este indicată de producători pe baza unui anumit timp de descărcare. De obicei este de 10 ore. Dar unii producători indică 20 de ore. Aici vom fi ajutați de baterie, care poate fi luată pe site-ul nostru. Să vedem specificația:

În cazul nostru, durata de viață a bateriei este de 10 ore, ceea ce înseamnă că putem considera capacitatea egală cu cea nominală. Cu toate acestea, dacă sarcina costă 5 ore, atunci trebuie să țineți cont de faptul că, cu un astfel de timp de descărcare, capacitatea bateriei va fi mai mică (înmulțim curentul de descărcare cu ore - 4,8A * 5h = 24Ah în loc de 28). ).

În sarcină, putem vedea că numărul planificat de cicluri pe care le avem este de 365. Adâncimea maximă estimată de descărcare în cazul nostru este de aproximativ 57%. Este indicat să-l luăm cu o marjă, vom conta pe o descărcare de 50% (condițiile reale de funcționare sunt diferite de condițiile ideale de laborator).

Astfel, introducem o modificare de 0,5: 16,7 / 0,8 \u003d 33,4Ah.

G)În cazul în care avem de-a face cu o temperatură de funcționare diferită de cea optimă (25 de grade), este necesar să introducem un factor de corecție, pe care îl putem lua și din specificație:

Deci, la o temperatură de 10 grade, trebuie introdus un coeficient de 0,9, adică. +10% mai mult față de capacitatea calculată.

3) Dacă avem nevoie de moduri de descărcare lungă, ar trebui să acordăm atenție seriei de baterii AGM de la producători populari pe piața rusă:

• Baterie Delta - seria
• La CSB -

Multe dispozitive care ne înconjoară în viața de zi cu zi necesită înlocuirea regulată a bateriei. Dar unele baterii rezistă mult timp, în timp ce altele „mor” aproape imediat, mai ales la frig. De ce? Vă oferim să vă dați seama pentru ce sunt potrivite anumite tipuri de surse de alimentare, fie că sunt căști fără fir, șoareci de computer sau telecomenzi ale televizorului și cum să economisiți bani atunci când le alegeți.

Fizicianul italian Alessandro Volta a devenit autorul primei baterii din lume. El a descoperit că procesele chimice care au loc între electrozii din diferite metale pot deveni o sursă de curent electric. Volta a proiectat un element în care se alternau plăci de zinc și cupru, iar între ele erau așezate bucăți de pânză impregnate cu acid clorhidric. Bateria a fost plasată într-o soluție de sare conductivă - electrolit. La ieșiri a fost creată o diferență de potențial, însumând tensiunea tuturor elementelor conectate într-o coloană, ca urmare, a apărut un curent electric.

Alessandro Volta și-a prezentat invenția Societății Regale din Londra în 1801, după care a fost invitat la Paris de Napoleon I Bonaparte, pentru ca fizicianul să-i demonstreze personal funcționarea bateriei. Pentru aceasta, Volta a fost distins cu Ordinul Legiunii de Onoare, titlul de Rege al Electricienilor si un premiu de 6 mii de lire.

Prima producție de masă de baterii a fost înființată de compania americană Eveready la sfârșitul secolului al XIX-lea. Apoi au fost produse surse de alimentare pentru receptoare radio, ulterior acestea au început să fie folosite în industria minieră, în industria auto, în marina și în aviație. În anii 20 ai secolului trecut, piața americană a bateriilor a fost capturată de Duracell și, prin urmare, pentru o lungă perioadă de timp celulele galvanice mangan-zinc cu un electrod de grafit au „dominat”.

Apoi au apărut noi tehnologii și odată cu ele și noi producători. Astăzi, cele mai populare mărci de pe piața rusă sunt GP, Energizer, Duracell, Varta, Cosmos. Sursele de curent diferă ca putere, care, la rândul său, depinde de umplere. În funcție de compoziție - catod, anod și electrolit - bateriile sunt clorhidrice, alcaline, cu mercur, litiu și argint.

Tipuri după compoziție

Bateriile cu sare au venit să înlocuiască bateriile cu mangan-zinc în a doua jumătate a secolului XX. În ser fiziologic, o soluție de clorură de amoniu este utilizată ca electrolit, conține electrozi din zinc și oxid de mangan. Bateriile cu sare sunt cele mai ieftine dintre toate bateriile de pe piață.

Cu toate acestea, majoritatea producătorilor au abandonat deja producția acestor celule galvanice și cu greu le puteți găsi la vânzare. Cu siguranță, mulți au observat o acoperire albă sau o acumulare de boabe de sare în compartimentul bateriei. S-a dovedit că aceste surse de curent au mai multe șanse decât altele să depresurizeze, ca urmare, electrolitul curge, ceea ce afectează durata de viață a echipamentului. În plus, este periculos și pentru oameni - dacă sarea ajunge pe piele sau pe mucoase, atunci există riscul de a se arde.

Alcalinul este cunoscut și ca alcalin (din engleză alcaline - „alcalin”). Sunt ceva mai scumpe decât cele sărate, totuși, beneficiile lor sunt de multe ori mai mari: cu o descărcare continuă, sunt capabile să lucreze mult mai mult decât cele sărate, și cu o sarcină mai intensă. Bateriile de acest tip costă în medie aproximativ 20 - 30 de ruble per baterie.

Mercurul, ca și clorhidratul, nu se găsește aproape niciodată la vânzare, acestea fiind întrerupte din cauza toxicității mercurului. De asemenea, necesită condiții speciale de eliminare. În plus, în timpul funcționării ciclice, celula galvanică se degradează rapid și capacitatea acesteia scade.

Bateriile cu litiu durează cel mai mult la sarcini mari. Într-o astfel de baterie, catodul este fabricat din litiu, este separat de anod folosind un separator și o diafragmă, care este impregnată cu un electrolit organic. În același timp, bateriile cu litiu sunt cele mai ușoare dintre toate cele existente, dar singurul lor dezavantaj în preț este costul unui pachet de două baterii, aproximativ 150 de ruble.

Bateriile de argint sunt, de asemenea, printre cele mai scumpe, oxidul de argint servește ca bază pentru catod, iar zincul pentru anod. Electrolitul este hidroxid de sodiu sau potasiu. Au o tensiune stabilă și o capacitate mare. „De la sine, aceste baterii sunt bune: sunt depozitate mult timp și se descarcă încet. L-am instalat și am uitat de schimbarea elementelor actuale timp de cinci ani. Dar le vezi rar în magazine din cauza prețului mare ”, a explicat Artyom Novikov, asistent de vânzări la magazinul Technocity.

„Reutilizabil”

Utilizatorii experimentați preferă să cumpere baterii reîncărcabile în loc de baterii de unică folosință, deoarece acestea pot fi reîncărcate de mai multe ori. Bateriile se disting prin inscripția Rechargeable, precum și prin capacitatea indicată pe carcasă în miliamperi-oră (mAh). Pentru a reîncărca, aveți nevoie de un dispozitiv special care se conectează la o priză, costul acestuia variază de la 300 la 4 mii de ruble.

Pe rafturile magazinelor puteți găsi adesea baterii nichel-cadmiu și nichel-ion. „Bateriile reîncărcabile sunt o direcție promițătoare atât în ​​știință, cât și în producție. Sursele de alimentare reîncărcabile sunt, de asemenea, ecologice datorită utilizării reutilizabile. Deci, bateriile vor înlocui în curând bateriile de unică folosință. Oamenii de știință lucrează în mod constant la dezvoltarea de noi materiale. De exemplu, Institutul de Cercetare de Chimie Solid State din Novosibirsk lucrează la sinteza bateriilor cu ioni de sodiu, în viitor, la dezvoltarea surselor de energie cu ioni de magneziu”, a declarat Nina Kosova, candidată la științe chimice.

Tipuri după mărime

Cu toate acestea, bateriile de unică folosință sunt prea devreme pentru a fi aruncate la coșul de gunoi al istoriei. În primul rând, accesibilitatea nu va permite casarea acestora, așa că este util să înțelegem clasificarea bateriilor după dimensiune.

AAA - o baterie mică, cunoscută în mod popular drept baterie „degetul mic”. Aproximativ 4,5 centimetri înălțime și aproximativ un centimetru în diametru. Tensiunea este de 1,5 volți.

AA - o altă baterie în miniatură, este numită și „de tip deget”. Înălțimea este de 5,5 centimetri, diametrul este de aproximativ 1,5 centimetri, iar tensiunea nu este mai mare de 1,5 volți.

C - aceste baterii sunt numite "inch" sau "esk" din cauza înălțimii - cinci centimetri. Diametrul este de 2,6 centimetri, iar tensiunea este de 1,5 volți.

D este cea mai mare baterie, motiv pentru care a fost poreclit neoficial „butoiul”. Tensiunea este standard, înălțimea este de 6,1 centimetri, diametrul este de 3,4 centimetri.

PP3, sau „coroana”, este elementul cu cea mai mare tensiune de nouă volți, 4,8 centimetri înălțime și 2,6 centimetri în diametru. Această baterie are ambele contacte pe aceeași parte.

Zona de aplicare

Bateriile cu sare au o capacitate redusă - aproximativ 0,8 amperi pe oră. Sunt potrivite pentru dispozitive cu consum redus de energie: telecomenzi, termometre, ceasuri de perete, cântare de bucătărie sau de podea. Aceste baterii își pierd încărcarea foarte repede la temperaturi scăzute.

Pentru alcaline, domeniul de aplicare este mult mai larg și sunt proiectate pentru sarcini mari. Capacitatea unei astfel de baterii este de 1,5 - 3,2 amperi pe oră. Celulele alcaline sunt aplicabile camerelor digitale cu blitz, lanterne, jucării pentru copii, telefoane de birou, șoareci și așa mai departe.

Bateriile cu litiu au o durată de viață mai mare, astfel încât aceste surse de alimentare sunt folosite în dispozitive care au un consum mare de energie. Poate fi echipament informatic și fotografic, echipament medical. În plus, astfel de baterii nu se tem de îngheț. Și pot fi folosite în siguranță pentru un gadget stradal.

Bateriile cu mercur au fost utilizate pe scară largă în urmă cu 20 de ani în dispozitive precum ceasurile electronice, stimulatoarele cardiace, aparatele auditive și dispozitivele militare. Dar astăzi, așa cum am menționat mai sus, au fost abandonați din cauza riscului ridicat de a fi otrăviți.

Bateriile de argint nu au fost utilizate pe scară largă din cauza costului ridicat al metalului. Cu toate acestea, sursele de alimentare miniaturale de acest tip sunt utilizate pe scară largă în ceasuri, plăci de bază pentru laptop și computere, aparate auditive, carduri muzicale, brelocuri. Bateriile de mărimea unei coroane sunt introduse în principal în jucăriile controlate radio sau în alte dispozitive care necesită putere mare.

Atunci când alegeți o baterie, ar trebui să vă concentrați și pe data fabricării. „Trebuie să te uiți întotdeauna când a fost fabricată bateria. Dacă a stat pe un raft într-un magazin timp de un an, atunci poți fi sigur că și-a pierdut capacitatea cu 10-20%. Prin urmare, nu cumpărați niciodată baterii pentru utilizare ulterioară. Sarea are cel mai scurt termen de valabilitate - aproximativ doi ani; până la cinci ani, alcalinul poate fi depozitat și până la șapte - litiu”, a spus asistentul de vânzări Artyom Novikov.

Cum să alegeți configurația optimă UPS pentru alimentarea neîntreruptibilă a echipamentelor și a aparatelor de uz casnic din casă

Este destul de dificil să răspunzi la întrebarea despre alegerea configurației unei surse de alimentare neîntreruptibile pentru a asigura o sursă de energie fiabilă pentru sistemele de încălzire și inginerie, aparate electrocasnice. De fapt, aceasta este o ecuație cu multe necunoscute. La urma urmei, nu se știe dinainte cât de proastă va fi sursa de alimentare a rețelei și cât de lungă vor fi întreruperile de curent.

În prima etapă, este necesar să se determine capacitatea totală a tuturor consumatorilor de energie, a căror funcționare trebuie să fie asigurată în cazul unei căderi de curent. Pe baza acestei valori, este necesar să selectați un UPS cu o capacitate cu 20% mai mare decât valoarea maximă a sarcinii. După aceea, trebuie să determinați capacitatea bateriilor externe, pe baza timpului de rezervă necesar.

Cea mai optimă soluție pentru alimentarea neîntreruptibilă ar fi împărțirea sarcinii în mai multe grupuri mai mici de consumatori. Și rezolvați problema furnizării unei rezerve separat pentru diferite grupuri de consumatori, în funcție de importanța acestora. Atunci când alegeți o sursă de alimentare neîntreruptibilă și o configurație a bateriei, trebuie luat în considerare faptul că creșterea rezervei de putere UPS nu duce la o creștere liniară a duratei rezervei. Pentru a oferi o putere mare de sarcină, este nevoie de un UPS mai puternic, iar pentru a oferi un timp de așteptare mare, este necesară creșterea capacității bateriilor externe.

O modalitate simplă de a calcula timpul de rezervă neîntreruptibil

Timpul de rezervă de putere este determinat în primul rând de doi parametri: puterea sarcinii utile și capacitatea totală a tuturor bateriilor.

Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că dependența timpului de rezervă de acești parametri nu este liniară. Cu toate acestea, o formulă simplă poate fi folosită pentru a estima rapid timpul de rezervă.

T=E*U/P(ore),

UndeE - capacitatebaterii,U - tensiunebaterii,P - puterea de sarcinătoate dispozitivele conectate.

O metodă îmbunătățită pentru calcularea timpului de rezervă neîntreruptibil

Pentru a clarifica calculul timpului de rezerva, se introduc suplimentar coeficienti speciali: randamentul invertorului, coeficientul de descărcare a bateriei, coeficientul de capacitate disponibilă în funcție de temperatura ambiantă.

Ținând cont de acești coeficienți, formula de calcul ia următoarea formă.

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

unde KPD (eficiența invertorului) este în intervalul 0,7-0,8,

KRA (rata de descărcare a bateriei) este în intervalul 0,7-0,9,

KDE (Raportul de capacitate disponibilă) este în intervalul 0,7-1,0.

Factorul de capacitate disponibil are o dependență complexă de valoarea temperaturii și rata de aplicare a sarcinii. Cu cât temperatura aerului este mai rece, cu atât factorul de capacitate disponibil este mai mic. Cu cât energia bateriei este consumată mai lent, cu atât valoarea factorului de capacitate disponibilă este mai mare.

Tabele gata făcute cu valorile timpului de rezervă ale surselor de alimentare neîntreruptibile din seria SKAT și TEPLOCOM

Necesita o baterie externa de 12 volti

Orar de rezervă estimat

Necesită două baterii externe de 12 V

Orar de rezervă estimat

Necesita 8 baterii externe cu o tensiune de 12 volti

Linie de mărci UPS SKATși TEPLOCOM oferă posibilitatea organizării unei surse de alimentare neîntreruptibile fiabile pentru consumatori de diferite capacități și scopuri. Sursele de alimentare neîntreruptibile fac posibilă organizarea energiei neîntrerupte de la un cazan mic de încălzire sau o pompă de circulație până la alimentarea întregii case sau birou. UPS-urile specializate permit organizarea alimentării neîntreruptibile pentru instalațiile critice, cum ar fi sistemele de comunicații, echipamentele de comunicații, sistemele de securitate și control.

Există mai multe modalități de a crește timpul de rezervă a încărcăturii utile. Toate aceste metode rezultă din formula de calcul a timpului de rezervă.

Pentru a crește timpul de rezervă, puteți crește capacitatea bateriilor externe, puteți reduce sarcina utilă, puteți crea condiții optime de funcționare pentru UPS și baterii.

Prima varianta- cel mai simplu, dar costisitor. Pentru a crește capacitatea bateriilor, va trebui să cumpărați baterii și UPS-uri mai scumpe care să le permită încărcarea eficientă. Pe lângă costul echipamentului, va fi necesară și alocarea unei încăperi speciale pentru depozitarea și funcționarea bateriilor, dotată cu un sistem de ventilație bun.

A doua metodă- reduce sarcina. În primul rând, trebuie să împărțiți sarcina în grupuri în funcție de necesitatea de a asigura alimentarea neîntreruptă. Dacă nu există energie electrică pentru o lungă perioadă de timp, atunci va fi necesar să alegeți între importanța asigurării funcționării sistemelor de încălzire inginerești, alimentarea cu apă și necesitatea de a folosi un frigider sau un aparat de aer condiționat. Așadar, un frigider modern vă permite să asigurați o temperatură acceptabilă pentru aproximativ 20 de ore, dacă nu îl deschideți din nou. Un alt grup de consumatori este sistemul de iluminat; pentru iluminat pot fi folosite surse de alimentare autonome neîntreruptibile sau lumini de avarie cu baterie încorporată. În cele din urmă, poți sta la lumina unei lanterne sau a unei lumânări vechi bune, totul este mai bine decât dezghețarea sistemului de încălzire.

A treia metodă este de a îmbunătăți calitatea serviciului pentru UPS și baterii. Aici cele mai importante puncte sunt menținerea curată a echipamentului, asigurând un regim de temperatură bun. Separat, merită remarcată necesitatea încărcării adecvate a bateriei și instruirii bateriei. Se întâmplă adesea să nu existe probleme cu electricitatea, iar bateriile să nu sufere cicluri de descărcare și încărcare. Ca urmare, după câteva luni, capacitatea reală a bateriei scade brusc. Pentru a antrena bateria, trebuie să utilizați echipamente speciale sau să simulați întreruperi periodice de curent, permițând bateriilor să funcționeze.