Beräkning av växelriktarens batterilivslängd. beräkna batteritid (batteri) Hur man beräknar hur många timmar ett batteri kommer att hålla

I den moderna människans liv används överallt.

Nästan all elektrisk utrustning och elteknik drivs av kraft som kommer från kemiska strömkällor.

Förbrukade batterier byts helt enkelt ut mot nya, vilket avgör användarvänligheten.

Samtidigt vet få människor att fortfarande ganska lämpliga batterier ofta slängs i papperskorgen, som måste återställas med:

• en vass spik eller syl;
• spruta;
• batteriladdare;
• varmt vatten;
• destillerat vatten;
• bordsvinäger (9% koncentration);
• saltsyralösning (koncentration 10%);
• liten hammare;
• harts och plasticine.

Så inom ramen för den här artikeln ökar vi driftstiden (livslängden) för ett batteri, som det verkar redan har uttömt sin arbetsresurs.

Men först till kvarn.

Förlänger batteritiden

Regenerering (återställning) av strömförsörjningen är endast möjlig om dess kapacitans och spänning inte har sjunkit till gränsvärdet.

AA-batterier (1,5 volt) klarar ett lägsta tröskelvärde på 0,7-0,8 volt. Om detta värde ännu inte har uppnåtts kan du påbörja återupplivning.

Det enklaste sättet att öka livslängden på batterier som laddas ur under hög belastning. Sådana batterier finns i ficklampor, leksaker, radioapparater etc.

Kemiska strömkällor som släpps ut under låg belastning (klockor, radio, fotoutrustning) återhämtar sig mycket sämre, eftersom. jämnt utveckla den nödvändiga resursen utan ett spår.

Ett batteri som har legat i drift länge och torkat kan regenereras genom följande operationer:

1. Vi gör dubbelsidiga hål till ett djup av 3/4 med ett tunt metallföremål (spik eller syl) längs batteriets längd från båda dess kanter, längs stången.

2. Vi injicerar lite renat eller destillerat vatten (med en spruta) i det gjorda hålet.

3. Vi observerar hur vatten passerar inuti batteriet och tränger undan luft från ett annat hål.

4. Så snart vatten passerar genom alla batterier börjar det sticka ut på motsatt sida, vi stänger hålen med harts eller plasticin.

5. Låt oss testa det "uppladdade" batteriet i drift.

Batteriets livslängd kan ökas genom att injicera inte vatten, utan bordsvinäger (dubbel dos) eller saltsyralösning.

Om stegen ovan är för komplicerade kan du helt enkelt placera det använda batteriet i varmt vatten i 10 minuter.

Dessutom ökar batteritiden till följd av mekanisk påfrestning.

För dessa ändamål behöver vi en liten hammare, som måste knackas på batterihöljet.

Istället för en hammare kan du använda vilket annat föremål som helst som inte skadar kroppens integritet. 2-3 dagars drift vid låga urladdningsströmmar garanteras!

Dessutom kan du försöka återuppliva batteriet genom att placera det i en speciell laddare. Du kan göra detta med extrem försiktighet!

Enkla engångsbatterier är inte utformade för att laddas, därför kan sådana åtgärder användas på egen risk och rädsla !!!

Utrustning i watt. Vi måste ta reda på exakt den genomsnittliga (över tiden från ) förbrukning. Den kan skilja sig från den maximala eller märkeffekt som anges i beskrivningarna av utrustningen.

Till exempel kan märkeffekten för en dators strömförsörjning vara 500 W, och den faktiska strömförbrukningen är 120 W (lågeffektprocessor - 60 W, inte alltför sofistikerat moderkort med en integrerad videoadapter - 50 W och en liten hårddisk - 10 W).

I det andra exemplet. Kylskåpet som är anslutet till kylskåpet har en kompressor med en elektrisk effekt på 200 W, men denna kompressor slår på en gång var 10:e minut och går i 2 minuter. I detta fall kommer den genomsnittliga förbrukningen att vara lika med:

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

Om kylskåpet har en årlig energiförbrukning i kilowattimmar (till exempel 270 kWh per år), måste detta värde delas med 9 för att beräkna medeleffekten:

P = 270 / 9 = 30 W

Vi är intresserade av den genomsnittliga aktiva effekten utrustning som drivs av, dvs. effekt uttryckt i watt (W), inte volt-ampere (VA). Om endast den skenbara effekten (i VA) är känd, måste den multipliceras med en faktor från 0,6 till 1,0, beroende på utrustningens egenskaper.

2. Beräkning av summan

Till exempel har den en inbyggd, bestående av 2

För enkelhetens skull har vi gjort kalkylatorer:

Och nu presenterar vi beräkningsalgoritmen:

1) Bestäm total lasteffekt och konstant urladdningsström.

2) Vi beräknar den nödvändiga batterikapaciteten för en given autonomi.

3) Bestäm typen av batteri

Exempel

Given: två LED-strips med en effekt på 10W och drivs från 12V. Obligatorisk autonomi: 10h. Livslängd: ett år med daglig användning. Driftförhållanden: konstant rumstemperatur 20 grader.

Hitta: minsta tillåtna och optimala ackumulatorer för att lösa problemet.

Lösning

1) Total effekt W=10W*2=20W. Konstant urladdningsström: I=20/12=1,67A. För noggranna beräkningar är det önskvärt att mäta strömförbrukningen med hjälp av en multimeter.

2) För att bestämma den nödvändiga kapaciteten, gå igenom punkterna:

a) För att hålla belastningen vid en sådan urladdningsström är det nödvändigt att bestämma den minsta beräknade batterikapaciteten: 1,67 * 10 = 16,7Ah.

b) Man måste komma ihåg att batteriernas kapacitet anges av tillverkare baserat på en viss urladdningstid. Vanligtvis är det 10 timmar. Men vissa tillverkare anger 20 timmar. Här kommer vi att få hjälp av batteriet, som kan tas på vår hemsida. Låt oss se specifikationen:

I vårt fall är batteritiden 10 timmar, vilket innebär att vi kan betrakta kapaciteten lika med den nominella. Men om uppgiften kostar 5 timmar, måste du ta hänsyn till det faktum att med en sådan urladdningstid kommer batterikapaciteten att vara lägre (vi multiplicerar urladdningsströmmen med timmar - 4,8A * 5h = 24Ah istället för 28 ).

I uppgiften kan vi se att det planerade antalet cykler vi har är 365. Det uppskattade maximala utsläppsdjupet i vårt fall är cirka 57 %. Det är lämpligt att ta det med en marginal, vi kommer att räkna med 50% urladdning (faktiska driftsförhållanden skiljer sig från ideala laboratorieförhållanden).

Sålunda introducerar vi en ändring av 0,5: 16,7 / 0,8 \u003d 33,4Ah.

G) Om vi ​​har att göra med en driftstemperatur som skiljer sig från den optimala (25 grader), är det nödvändigt att ange en korrektionsfaktor, som vi också kan ta från specifikationen:

Så vid en temperatur på 10 grader bör en koefficient på 0,9 anges, d.v.s. +10 % mer till den beräknade kapaciteten.

3) Om vi ​​behöver långa urladdningslägen bör vi vara uppmärksamma på AGM-serien av batterier från tillverkare som är populära på den ryska marknaden:

• Batteri Delta - serien
• På CSB -

Många enheter som omger oss i vardagen kräver regelbundet batteribyte. Men vissa batterier håller länge medan andra "dör" nästan omedelbart, speciellt i kylan. Varför? Vi erbjuder dig att ta reda på vad vissa typer av strömkällor är lämpliga för, oavsett om det är trådlösa hörlurar, datormöss eller TV-fjärrkontroller, och hur du kan spara pengar när du väljer dem.

Den italienske fysikern Alessandro Volta blev författare till världens första batteri. Han upptäckte att kemiska processer som sker mellan elektroder gjorda av olika metaller kan bli en källa till elektrisk ström. Volta designade ett element i vilket plattor av zink och koppar alternerade, och tygbitar impregnerade med saltsyra lades mellan dem. Batteriet placerades i en ledande saltlösning - elektrolyt. En potentialskillnad skapades vid utgångarna, som summerade spänningen för alla element anslutna i en kolumn, som ett resultat uppstod en elektrisk ström.

Alessandro Volta presenterade sin uppfinning för Royal Society of London 1801, varefter han blev inbjuden till Paris av Napoleon I Bonaparte, så att fysikern personligen skulle visa honom hur batteriet fungerar. För detta tilldelades Volta Order of the Legion of Honor, titeln King of Electricians och ett pris på 6 tusen lire.

Den första massproduktionen av batterier etablerades av det amerikanska företaget Eveready i slutet av 1800-talet. Sedan producerades strömförsörjning till radiomottagare, senare började de användas inom gruvindustrin, inom bilindustrin, inom flottan och inom flyget. På 20-talet av förra seklet erövrades den amerikanska batterimarknaden av Duracell, och därför "dominerade" mangan-zink galvaniska celler med en grafitelektrod under lång tid.

Sedan kom ny teknik, och med dem nya tillverkare. Idag är de mest populära märkena på den ryska marknaden GP, ​​Energizer, Duracell, Varta, Cosmos. Strömkällor skiljer sig i kraft, vilket i sin tur beror på fyllningen. Beroende på sammansättningen - katod, anod och elektrolyt - är batterier saltsyra, alkaliska, kvicksilver, litium och silver.

Typer efter sammansättning

Saltbatterier kom att ersätta mangan-zink-batterier under andra hälften av 1900-talet. I saltlösning används en ammoniumkloridlösning som elektrolyt, den innehåller elektroder gjorda av zink och manganoxid. Saltbatterier är de billigaste av alla batterier på marknaden.

De flesta tillverkare har dock redan övergett produktionen av dessa galvaniska celler, och du kan knappast hitta dem på rea. Säkert har många märkt en vit beläggning eller ansamling av saltkorn i batterifacket. Det visade sig att dessa strömkällor är mer benägna än andra att tappa trycket, som ett resultat av att elektrolyten rinner ut, vilket påverkar utrustningens livslängd. Dessutom är det också farligt för människor – om det kommer salt på huden eller slemhinnorna finns det risk att bränna sig.

Alkaline är också populärt känt som alkalisk (från engelska alkaline - "alkali"). De är något dyrare än salt, men deras fördelar är många gånger större: med en kontinuerlig urladdning kan de arbeta mycket längre än salt, och med en mer intensiv belastning. Batterier av denna typ kostar i genomsnitt cirka 20 - 30 rubel per batteri.

Kvicksilver, liksom saltsyra, finns nästan aldrig på rea, de håller på att utgå på grund av kvicksilvrets toxicitet. De kräver också speciella avfallshanteringsvillkor. Dessutom, under cyklisk drift, försämras den galvaniska cellen snabbt och dess kapacitet minskar.

Litiumbatterier håller längst vid hög belastning. I ett sådant batteri är katoden gjord av litium, den separeras från anoden med hjälp av en separator och ett diafragma, som är impregnerat med en organisk elektrolyt. Samtidigt är litiumbatterier de lättaste av alla befintliga, men deras enda nackdel i pris är kostnaden för ett paket med två batterier, cirka 150 rubel.

Silverbatterier är också bland de dyraste, silveroxid tjänar som bas för katoden och zink för anoden. Elektrolyten är natrium- eller kaliumhydroxid. De har stabil spänning och hög kapacitans. "I sig själva är dessa batterier bra: de lagras under lång tid och laddas ur långsamt. Jag installerade det och glömde att ändra de nuvarande elementen i fem år. Men du ser dem sällan i butikerna på grund av det höga priset, förklarade Artyom Novikov, försäljningsassistent i Technocity-butiken.

"Återanvändbar"

Erfarna användare föredrar att köpa uppladdningsbara batterier istället för engångsbatterier, eftersom de kan laddas många gånger. Batterier kan särskiljas av inskriptionen Rechargeable, såväl som av den kapacitet som anges på höljet i milliampertimmar (mAh). För att ladda behöver du en speciell enhet som ansluts till ett uttag, dess kostnad varierar från 300 till 4 tusen rubel.

På butikshyllorna kan du ofta hitta nickel-kadmium- och nickeljonbatterier. ”Laddningsbara batterier är en lovande riktning både inom vetenskapen och i produktionen. Uppladdningsbara nätaggregat är också miljövänliga på grund av återanvändning. Så batterier kommer snart att ersätta engångsbatterier. Forskare arbetar ständigt med att utveckla nya material. Till exempel arbetar Novosibirsk Research Institute of Solid State Chemistry med syntesen av natriumjonbatterier, i framtiden utvecklingen av magnesiumjonkraftkällor”, säger Nina Kosova, kandidat för kemiska vetenskaper.

Typer efter storlek

Engångsbatterier är dock för tidigt för att slängas i historiens soptunna. Först och främst kommer överkomlighet inte att tillåta dem att skrotas, så det är användbart att förstå klassificeringen av batterier efter storlek.

AAA - ett litet batteri, populärt känt som ett "lillfinger"-batteri. Cirka 4,5 centimeter hög och ungefär en centimeter i diameter. Spänningen är 1,5 volt.

AA - ett annat miniatyrbatteri, det kallas också "finger-typ". Höjden är 5,5 centimeter, diametern är cirka 1,5 centimeter, och spänningen är inte mer än 1,5 volt.

C - dessa batterier kallas "tum" eller "esk" på grund av höjden - fem centimeter. Diametern är 2,6 centimeter, och spänningen är 1,5 volt.

D är det största batteriet, varför det inofficiellt fick smeknamnet "tunnan". Spänningen är standard, höjden är 6,1 centimeter, diametern är 3,4 centimeter.

PP3, eller "krona", är elementet med högst spänning på nio volt, 4,8 centimeter högt och 2,6 centimeter i diameter. Detta batteri har båda kontakterna på samma sida.

Applikationsområde

Saltbatterier har låg kapacitet - cirka 0,8 ampere per timme. De är lämpliga för enheter med låg strömförbrukning: fjärrkontroller, termometrar, väggklockor, köks- eller badrumsvågar. Dessa batterier förlorar sin laddning mycket snabbt vid låga temperaturer.

För alkaliska är omfattningen mycket bredare, och de är designade för höga belastningar. Kapaciteten hos ett sådant batteri är 1,5 - 3,2 ampere per timme. Alkaliska celler är tillämpliga på digitala blixtkameror, ficklampor, barnleksaker, kontorstelefoner, datormöss och så vidare.

Litiumbatterier har längre livslängd, så dessa nätaggregat används i enheter som har hög strömförbrukning. Det kan vara dator- och fotoutrustning, medicinsk utrustning. Dessutom är sådana batterier inte rädda för frost. Och de kan säkert användas för någon gatupryl.

Kvicksilverbatterier användes flitigt för 20 år sedan i enheter som elektroniska klockor, pacemakers, hörapparater och militära enheter. Men idag, som nämnt ovan, övergavs de på grund av den höga risken att bli förgiftade.

Silverbatterier användes inte i stor utsträckning på grund av den höga kostnaden för metallen. Miniatyrströmförsörjning av denna typ används dock i stor utsträckning i klockor, bärbara och datorers moderkort, hörapparater, musikkort, nyckelbrickor. Kroniska batterier sätts huvudsakligen in i radiostyrda leksaker eller andra enheter som kräver hög effekt.

När du väljer batteri bör du också fokusera på tillverkningsdatum. ”Du måste alltid titta på när batteriet tillverkades. Om den har legat på en hylla i butik i ett år kan du vara säker på att den har tappat sin kapacitet med 10-20%. Köp därför aldrig batterier för framtida bruk. Salt har den kortaste hållbarheten - cirka två år; upp till fem år, alkalisk kan lagras, och upp till sju - litium", säger försäljningsassistent Artyom Novikov.

Hur man väljer den optimala UPS-konfigurationen för avbrottsfri strömförsörjning av utrustning och hushållsapparater i huset

Det är ganska svårt att svara på frågan om att välja konfigurationen av en avbrottsfri strömförsörjning för att säkerställa tillförlitlig strömförsörjning för värme- och tekniska system, elektriska hushållsapparater. I själva verket är detta en ekvation med många okända. Det är trots allt inte känt i förväg hur dålig nätströmförsörjningen kommer att vara, och hur långa strömavbrotten kommer att vara.

I det första steget är det nödvändigt att bestämma den totala kapaciteten för alla energiförbrukare, vars drift måste säkerställas i händelse av ett strömavbrott. Baserat på detta värde är det nödvändigt att välja en UPS med en kapacitet på 20 % högre än det maximala belastningsvärdet. Efter det måste du bestämma kapaciteten för externa batterier, baserat på den nödvändiga backuptiden.

Den mest optimala lösningen för avbrottsfri strömförsörjning skulle vara att dela upp belastningen i flera mindre grupper av konsumenter. Och lösa problemet med att tillhandahålla en reserv separat för olika grupper av konsumenter, beroende på deras betydelse. När du väljer en avbrottsfri strömförsörjning och batterikonfiguration bör det beaktas att en ökning av UPS-strömreserven inte leder till en linjär ökning av reservtiden. För att ge en stor belastningseffekt behövs en kraftfullare UPS, och för att ge en lång standbytid är det nödvändigt att öka kapaciteten på externa batterier.

Ett enkelt sätt att beräkna avbrottsfri backuptid

Effektreservtiden bestäms i första hand av två parametrar: nyttolastens effekt och den totala kapaciteten för alla batterier.

Det bör dock noteras att reservtidens beroende av dessa parametrar inte är linjärt. En enkel formel kan dock användas för att snabbt uppskatta reservtiden.

T=E*U/P(timmar),

varE - kapacitetbatterier,U - spänningbatterier,P - belastningseffektalla anslutna enheter.

En förbättrad metod för att beräkna den avbrottsfria backuptiden

För att förtydliga beräkningen av reservtiden införs dessutom speciella koefficienter: invertereffektivitet, batteriurladdningskoefficient, tillgänglig kapacitetskoefficient beroende på omgivningstemperaturen.

Med hänsyn till dessa koefficienter tar beräkningsformeln följande form.

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

där KPD (växelriktareffektivitet) ligger i intervallet 0,7-0,8,

KRA (batteriurladdningshastighet) är i intervallet 0,7-0,9,

KDE (Capacity Available Ratio) ligger i intervallet 0,7-1,0.

Den tillgängliga kapacitansfaktorn har ett komplext beroende av temperaturvärdet och belastningshastigheten. Ju kallare lufttemperatur, desto lägre är den tillgängliga kapacitetsfaktorn. Ju långsammare batterikraften förbrukas, desto större värde har den tillgängliga kapacitetsfaktorn.

Färdiga tabeller över reservtidsvärden för SKAT och TEPLOCOM serier avbrottsfri strömförsörjning

Kräver ett externt 12 volts batteri

Beräknad reservtidtabell

Kräver två externa 12V-batterier

Beräknad reservtidtabell

Kräver 8 externa batterier med en spänning på 12 volt

Linje av UPS-märken SKAT och TEPLOCOM ger möjligheten att organisera en pålitlig avbrottsfri strömförsörjning för konsumenter med olika kapacitet och ändamål. Avbrottsfri strömförsörjning gör det möjligt att organisera oavbruten ström från en liten värmepanna eller cirkulationspump till att driva hela huset eller kontoret. Specialiserade UPS:er möjliggör organisation av avbrottsfri strömförsörjning för kritiska anläggningar, såsom kommunikationssystem, kommunikationsutrustning, säkerhets- och kontrollsystem.

Det finns flera sätt att öka backuptiden för nyttolasten. Alla dessa metoder följer av formeln för beräkning av reservtiden.

För att öka backuptiden kan du öka kapaciteten på externa batterier, minska nyttolasten, skapa optimala driftsförhållanden för UPS och batterier.

Första alternativet- det enklaste, men dyrt. För att öka kapaciteten på batterierna måste du köpa dyrare batterier och UPS som gör att de kan laddas effektivt. Förutom kostnaden för utrustning kommer det också att vara nödvändigt att tilldela ett speciellt rum för lagring och drift av batterier, utrustat med ett bra ventilationssystem.

Andra metoden- minska belastningen. Först och främst måste du dela upp lasten i grupper beroende på behovet av att säkerställa oavbruten strömförsörjning. Om det inte finns någon elektricitet under lång tid, kommer det att vara nödvändigt att välja mellan vikten av att säkerställa driften av tekniska värmesystem, vattenförsörjning och behovet av att använda ett kylskåp eller luftkonditionering. Så ett modernt kylskåp låter dig ge en acceptabel temperatur i cirka 20 timmar, om du inte öppnar det igen. En annan grupp konsumenter är belysningssystemet, autonoma avbrottsfria strömförsörjningar eller nödljus med inbyggt batteri kan användas för belysning. I slutändan kan du sitta vid ljuset från en ficklampa eller ett gammalt gott ljus, allt är bättre än att tina upp värmesystemet.

Tredje metodenär att förbättra kvaliteten på servicen för UPS och batterier. Här är de viktigaste punkterna att hålla utrustningen ren, att säkerställa en bra temperaturregim. Separat är det värt att notera behovet av korrekt batteriladdning och batteriträning. Det händer ofta att det inte finns några problem med el, och batterier genomgår inte urladdnings- och laddningscykler. Som ett resultat, efter några månader, sjunker batteriets faktiska kapacitet kraftigt. För att träna batteriet måste du använda specialutrustning eller simulera periodiska strömavbrott, vilket gör att batterierna kan fungera.