Аккумуляторная батарея — устройство для хранения и обеспечения электрической энергии путем преобразования электрической энергии постоянного тока в химическую потенциальную энергию при зарядке и обратно при разрядке.
Мощность — скорость передачи энергии. Например, батарея емкостью 3 кВт·ч может обеспечить:
-
3 кВт мощности в течение 1 часа
-
1,5 кВт в течение 2 часов
-
0,5 кВт в течение 6 часов
Единицы измерения и характеристики
Емкость батареи измеряется в:
-
Ампер-часах (Ач)
-
Киловатт-часах (кВт·ч)
Связь между единицами:
Скорость разряда (C-rate) определяет время разряда батареи. Например:
-
100 Ач при 0,2C = 5 часов разряда
-
100 Ач при 1C = 1 час разряда
Принцип работы аккумуляторных систем
Основные компоненты батареи:
-
Анод — отрицательный электрод
-
Катод — положительный электрод
-
Электролит — вещество, распадающееся на ионы
Процесс энергообмена:
-
На аноде образуются свободные электроны
-
При замыкании цепи электроны проходят через нагрузку
-
Потенциальная энергия преобразуется в механическую
Особенности свинцово-кислотных аккумуляторов
Номинальное напряжение элемента: 2 В
Рабочий диапазон: 1,75–2,25 В
Характеристики свинцово-кислотных батарей
Фазы зарядки:
-
Постоянный ток
-
Постоянное напряжение
-
Поддерживающий заряд
Эффективность системы: около 80% из-за:
-
Тепловых потерь
-
Газообразования
-
Электролиза воды
Срок службы и эксплуатация
Критерии износа:
-
Снижение емкости до 80% от номинальной
-
Увеличение внутреннего сопротивления
-
Рост саморазряда
Рекомендации по эксплуатации:
-
Контроль глубины разряда (DOD)
-
Регулярная полная зарядка
-
Поддержание оптимального температурного режима
Экологические аспекты
Утилизация:
-
Высокая токсичность компонентов
-
Возможность переработки до 95% материалов
-
Необходимость специальной обработки
При выборе аккумуляторной системы важно учитывать все перечисленные характеристики и особенности эксплуатации для обеспечения максимальной эффективности и долговечности работы.
