АКБ для резервного и автономного питания. Выбор, нюансы, теория и практика

Здесь 2 процесса:
1. Переходной после заряда и разряда.
2. Условно стационарный (когда первый процесс закончился): Каждый параллельный акк имеет свой, немного другой ток саморазряда, а также немного другое внутреннее сопротивление. А это значит, что на одном из них напряжение будет со временем снижаться быстрее, чем на другом. А это значит, что со второго акка ток будет перетекать на первый. Причем, это будет всегда, постоянно, даже на полностью холостом ходу. И что хуже всего - со временем (месяцами, годами) этот ток будет только возрастать. Это и есть бессмысленный процесс разряда, который снижает ресурс АКБ. Фактически, худшая АКБ будет всегда подгонять под себя лучшую.

А вот для чисто последовательного соединения такого тока в принципе быть не может. Но, естественно, при заряде-разряде остаются все те же отрицательные моменты, которые есть в обеих из двух схем - неравномерность заряда и разряда элементов.

Впрочем, согласен.

Где-то писал, не помню. Кратко напишу еще раз:
У меня на даче для инвертора стоят в параллель две цепочки АКБ по 24В. На каждую цепочку я поставил по автомату 63А. Почти всегда один из автоматов я просто отключаю и работает только одна цепочка, что исключает дополнительное снижение ресурса, описанного мной.
Поскольку зимой в отсутствие людей у меня каждая цепочка может обеспечивать питание котла, биоканализации и по-мелочам в течение примерно 2-х суток, и с учетом наличия у меня GSM системы контроля и управления (Кситал) и небольшого времени подъезда к даче, я с этого года использую одновременно только одну цепочку АКБ, меняя их местами раз в месяц.
Также, при отключенной одной цепочке более удобно проводить анализ состояния АКБ.
Всех - с Новым Годом!

 

Это да
Главное в том, что бы себестоимость мер по снижению эффектов не превзошла сами возможные побочные эффекты.
В общем без излишнего фанатизма, а то система АРП отобьется лет через сто - проще сторожа/кочегара нанять.
У меня вот, например, 3-4 отключения в год. Зачем мне 500 циклов ?

Спасибо Присоединяюсь !

 

Итак, со всем разобрались кроме саморазряда. У вас верные исходные данные, но неправильный ход мыслей. Откуда в ваших рассуждениях берется дополнительный, ускоряющий порчу акб, ток разряда? Вы сами говорите о перераспределении тока саморазряда. А перераспределение и означает, что общий ток саморазряда не изменяется, то есть общего снижения ресурса не происходит. Просто часть тока саморазряда одного аккумулятора течет из другого. И это происходит именно потому, что напряжение на акб соответствует степени заряженности. И уравнивая напряжения выравнивается и состояние заряда. И по аналогии с примером с конденсаторами, зарядный и разрядный токи будут делиться пропорционально емкостям.
Факт что параллельное соединение уравнивает степень заряженности позволяет говорить о том, что остаточный ресурс акб тоже уравнивается. То есть не худший акб портит лучший, а их отличия с течением времени уменьшаются( акб с большей емкостью заряжается и разряжается большим током).
Вообще, параллельно соединенные банки можно рассматривать как один аккумулятор большей емкости. А так как большие аккумуляторы практически существуют и показывают хорошие результаты по надежности, это и доказывает что параллельное соединение не имеет надуманных вами проблем

 

Дело скорее не в саморазряде или в разряде на другие батареи. При одинаковых батареях с одинаковым износом эти процессы действительно не сильно заметны.

При последовательном соединении ток через АБ течет одинаковый, что способствует их одинаковому заряду. При параллельном соединении ток через каждую батарею будет определяться ее внутренним сопротивлением. Поэтому, чем хуже становится батарея, тем хуже она заряжается, что ведет к еще худшему ее состоянию. Как-то так...
И вот еще цитатка из руководства для свинцово-кислотных батарей. В принципе, предостережение от большого количества батарей в последовательной цепочке. Как всегда, нужно выбирать золотую середину между неравномерным зарядом и токами.

 

Опять же заблуждение. Как я посчитал ранее, постоянная времени АКБ составляет около 5 минут. А заряд или разряд идут на пару порядков (в 100 раз) дольше. Поэтому на внутреннем сопротивлении АКБ падает несущественное напряжение, а значит распределение токов заряда и разряда между параллельными акб зависит лишь от их емкости. И это позволяет более полно использовать энергию, чем при последовательном соединении. Как раз при последовательном соединении можно использовать лишь заряд самого слабого по емкости аккумулятора в цепочке.

 

Этого в принципе быть не может!
Ток саморазряда это - исключительно внутренний ток каждой банки! И никогда никуда во вне он не потечет...

Я не знаю параметра "постоянная времени АКБ". Думаю, что его нет в природе.
Не фантазируйте...

 

В каждом 12В блоке есть и последовательные банки и параллельные группы пластин в каждой, так что в 99,9% случаев имеем смешанное (параллельно-последовательное) соединение. А ваши прения напоминают богословские диспуты о числе чертей, помещающихся на конце иглы

 

Из моего опыта параллельное соединение АКБ приводит к меньшему ущербу в случае сульфатации одной из АКБ, так как неисправная батарея не препятствует заряду остальных (пусть они потом ускореннно разряжаются, главное что заряд был).
При последовательном подключении с определенного момента процесс приобретает характер цепной реакции: при зарядке напряжение на неисправной АКБ растет быстрее, наступает момент, когда общее напряжение цепочки АКБ достигает величины ограничения зарядного устройства (оно "считает" что пора переходить на заряд при постоянном напряжении), при этом напряжение на неисправной АКБ выше всяких разумных пределов (АКБ теряет воду, плотность электролита растет, уровень электролита падает).
Причем происходит это при видимом внешне благополучии, пользователь обнаружит проблему уже при существенном снижении емкости АКБ.
Если вовремя не обнаружить и не прекратить это безобразие, то последствия будут:
1. для негерметичных АКБ : хронический недозаряд всех АКБ в цепочке (преждевременный выход из строя),
2. для герметичных АКБ: "раздутие" корпуса, неисправной АКБ, хронический недозаряд и сульфатация остальных АКБ.
Хронический недозаряд в системах с зарядкой от внешней сети (время заряда не ограничено, когда-нибудь да зарядятся) маловероятен (кто заряжает от генератора - получит по полной), а вот ускоренного "добивания" неисправной АКБ не избежать.

 

Друзья, нам всем не надо забывать главное:
Это то, что даже в одной батарее всегда включено последовательно 6 несвязанных друг с другом элементов. И они добавляют свои недостатки в обеих схемах - последовательной и параллельно-последовательной. А параллельно-последовательная схема имеет еще и свои, дополнительные недостатки...
Обычная логика и никакой электрики и электро-химии...

Не все так просто. Параллельные группы пластин в одной банке работают в едином, общем электролите...

 

Ну а если все-таки подумать. Для развития гибкости мышления следующий пример. Два аккумулятора одинаковой емкости. У одного есть саморазряд, у другого нет. Соединяем параллельно. Исходное состояние- оба аккумулятора заряжены. Конечное состояние- оба аккумулятора разряжены. Разряжены током саморазряда одного из аккумулятора. Но разряжены оба. Значит тот аккумулятор, который был без саморазряда, тоже отдал заряд. То есть протекал ток. Получается что этот аккумулятор, не имея саморазряда, отдавал ток. А второй аккумулятор, по закону ома, отдавал на саморазряд меньше тока. Это и есть перераспределение токов.

Не думал, что линейная модель аккумулятора вызовет вопросы. Все просто- в модели имеется эквивалентная (отдающая столько же энергии при разряде) емкость и линейное последовательное сопротивление. И термин "постоянная времени" имеет тот же смысл, как и для RC цепи в учебнике ТОЭ

 

Именно обо всем этом Вам и говорим...
Что идет бессмысленный разряд лучшей АКБ...
Только ток этой лучшей АКБ является не саморазрядом, а внешним током, как бы током нагрузки. Собственно мне уже надоело толочь воду в этой ступе, я заканчиваю этот диспут.

Это - не "постоянная времени АКБ", а постоянная времени системы "АКБ-нагрузка". Про какие 5 минут Вы ведете речь? R это - что в данном случае?

 

+1. Для каждого случая соединения банок есть + и -. Считаю, что будет разумным придерживаться эмпирического правила соответствия мощности инвертора, токов в цепях постоянного тока, емкости АБ и напряжения постоянного тока с учетом рыночной стоимости АБ различного напряжения. На данный момент большинство инверторов делается на напряжение 12-24-48В (не 2В, не 96В и не 220В!). Причем в случае рассматриваемого нами диапазона мощностей более 1 кВт первое напряжение больше обусловлено наличием автомобилей и аксессуаров к ним, чем большей надежностью и эффективностью таких систем. И рекомендации производителей не соединять более 4 АБ в параллель тоже не на пустом месте возникли. "Опыт, сын ошибок трудных" (с)АСП.

 

Неправильные выводы из примера. Разряд (ток потерь) не увеличился, он таким и остался.
Допустим эти два аккумулятора не соединены в параллель. Через какое-то время один аккумулятор полностью разряжен. А если аккумуляторы соединить, то время этого саморазряда увеличится вдвое.

 

не факт. Сопротивление "плохого" аккумулятора, определяющее его саморазряд, может быть нелинейным. И при приложении внешнего напряжения может быть другим.

 

R это внутреннее сопротивление аккумулятора. Постоянная времени является характеристикой только аккумулятора. Если зарядить модель аккумулятора и сделать кз на выходе то ток в цепи спадает в Е раз за это время.