Zer da Float Tentsioa?

Float-tentsioa guztiz kargatutako bateria bati karga mantentzeko aplikatzen zaion tentsio-maila da, auto-deskarga konpentsatuz. Mantentze-tentsio honek azpikarga eta gainkarga saihesten ditu, bateria berehala erabiltzeko prest mantenduz babesko energia-sistemetan, larrialdi-ekipoetan eta energia berriztagarrien instalazioetan.

Bateriak ez dira mugarik gabe kargatzen. Edozein kargatatik deskonektatuta egon arren, bateria guztiek auto-deskarga- pixkanaka karga galtzen dute barneko erreakzio kimikoen ondorioz. Berun-azidozko bateriek ahalmenaren %3-5 gutxi gorabehera galtzen dute hilero giro-tenperaturan, eta litio-kimika batzuek %1-3 galtzen dute.

Float kargatzeak hori konpontzen du, bateriak auto-deskargaren bidez galtzen duena betetzen duen tentsio baxua aplikatuz. Kargagailuak eta bateriak paraleloan funtzionatzen dute, kargagailuak nahikoa korronte ematen du bateria gaitasun osoan mantentzeko, zelulak kaltetuko lituzkeen gehiegizko korronte behartu gabe.

Kontzeptua kritikoa bihurtzen da standby aplikazioetan. Datu-zentroetarako etenik gabeko elikadura-hornidurak % 100eko edukiera duten bateriak behar dituzte sareak huts egiten duenean. Larrialdietako argiztapen-sistemek berehala aktibatu behar dira elektrizitatea etenetan. Egoera hauek hilabetez inaktibo egoten diren bateriak eskatzen dituzte, baina guztiz kargatuta jarraitzen dute-, float-tentsioak ematen duena.

Float Voltage

Bateria mota desberdinek flotazio-tentsio desberdinak behar dituzte, eta tentsio okerra erabiltzeak bateriaren iraupena nabarmen murrizten du edo segurtasun arriskuak sor ditzake.

Berun-azidozko bateriak, gainezka, AGM eta gelaren aldaerak barne, ondo-finkatuta dituzte flotazio-tentsio-tarteak. 25 gradutan (77 gradu F), estandarra zelula bakoitzeko 2,25 eta 2,30 voltiokoa da gutxi gorabehera. Sei zelula dituen 12 V-ko bateria tipiko baterako, hau 13,5-13,8 V-era dakar.

Urpean dauden berun-azidozko bateriak normalean 13,4 V-tan flotatzen dute (2,23 V zelula bakoitzeko), zigilatutako aldaerek baino zertxobait baxuago, elektrolitoak gaseatzearen ondoriozko ur-galera minimizatzeko. AGM bateriek eroso funtzionatzen dute 13,5-13,6 V-tan, eta gel-batteriek 13,1-13,3 V-koak nahiago dituzte, gainkarga-tentsioarekiko duten sentikortasunagatik.

Balio hauek ez dira arbitrarioak. Flotazio-tentsioan, bateriak korronte minimoa-normalean bere ampere-orduko ahalmenaren %1 baino gutxiago onartzen du. 100 Ah-ko bateria batek 0,5-1 amp bakarrik atera dezake flotazioko kargatzean, auto-deskargari aurre egiteko nahikoa bateriaren kimika azpimarratu gabe.

Tenperaturak nabarmen eragiten du flotazio-tentsio optimoa. Berun-azidozko pilen erreakzio elektrokimikoak beroarekin bizkortzen dira eta hotzak moteltzen dira. Industriaren tenperatura-konpentsazio estandarra -3,9 mV gradu bakoitzeko zelula bakoitzeko da gutxi gorabehera. 12 V-ko bateria baterako, -23 mV-ko gradu bakoitzeko da pakete osorako.

Demagun adibide praktiko bat: 12 V-ko gainezka dagoen bateria 13,4 V-ko flotazio-tentsioa 25 gradutan. Giro-tenperatura 35 gradura igotzen bada (10 graduko igoera), konpentsatutako flotagailuaren tentsioa 13,17 V bihurtzen da. Doikuntza hori gabe, tenperatura altuetan tentsio handiagoak gehiegizko gasa eta ur-galera eragingo luke. Aitzitik, 15 gradutan, flotagailuaren tentsioa 13,63 V-ra igo beharko litzateke baldintza freskoagoetan karga gutxiegirik ez izateko.

Litiozko bateriek irudi konplexuagoa aurkezten dute. Berun-azidozko bateriak flotagailuaren karga kontuan izanda diseinatu ziren arren, litio-kimikak-batez ere litio-ioi-kontuan izan behar dira flotazio-tentsio konstantea aplikatu aurretik.

LiFePO4 (Litio Burdin Fosfatoa) bateriek flotazio karga jasan dezakete behar bezala konfiguratuta. Gomendatutako float tentsioa 3,35 eta 3,45 V bitartekoa da zelula bakoitzeko (13,4-13,8 V 12 V-ko pakete baterako). Hala ere, LiFePO4 zelulek ere zahartze bizkortua izaten dute denbora luzez tentsio maximoan mantentzen direnean.

Litio-ioizko zelula estandarrek (NMC, NCA kimikak) arrisku handiagoak dituzte. Zelula hauek normalean 4,2 V-ra kargatzen dute zelula bakoitzeko, baina tentsio horretan mantentzeak etengabe tentsioa eragiten du elektrodoaren materialei. Katodoak egitura-aldaketak jasaten ditu, anodoan litio xaflaketa gerta daiteke eta alboko erreakzioek elektrolitoen deskonposizioa bizkortzen dute.

Hemen nonlitio-ioizko bateria kargagailuadiseinua kritiko bihurtzen da. Kalitatezko litio ioizko bateria kargagailuek ez dute normalean benetako flotazio kargarik erabiltzen. Horren ordez, "biltegiratzeko tentsioa" estrategia erabiltzen dute-zelula bakoitzeko 3,9-4,0 V-tara kargatzeko eta gero deskonektatzeko, tentsioa atalase batetik behera jaisten denean soilik berriro konektatzeko. Honek flotatzaileen karga tradizionalaren tentsio-tentsio etengabea saihesten du.

Litiozko baterien bateriak kudeatzeko sistemek (BMS) zelulen tentsioak etengabe kontrolatzen dituzte. Flotatzailea kargatzen saiatzen denean, BMS-ak zelula ezin hobeto orekatuak eta tentsio-kontrol zehatza bermatu behar ditu. Gomendatutako tentsioaren gainetik 50-100 mV-k ere degradazio bizkortua eragin dezake.

Ondorio praktikoa: litio-ioizko bateria-kargagailuen fabrikatzaile gehienek bereziki gomendatzen dute litio--ioizko baterien etengabeko flotazioa ez kargatzea. Horren ordez, aldizkako karga edo biltegiratzea gomendatzen dute % 80-90eko karga-egoeran epe luzerako egonean dauden aplikazioetarako.

Float Voltage

Flotazio-tentsioa ez dago isolatuta-bateria-kargagailu moderno gehienek berun-azido eta litio-kimika batzuetarako erabiltzen duten-karga trifasikoko prozesu baten azken fasea da.

Solte faseak korronte maximoa ematen du bateriaren ahalmena azkar berreskuratzeko. Bateria bat nabarmen deskargatzen denean-esan, %80ko ahalmenaren azpitik-korronte tasa handiak onar ditzake. Tamaina egokia duen kargagailu batek bateriaren ahalmenaren % 15-25 emango du ampetan. 100 Ah-ko bateria batek 15-25 amp jaso ditzake kargatzean.

Tentsioa etengabe igotzen da kargatzean bateriaren karga-egoera handitu ahala. 12 V-ko berunezko-bateria baten kasuan, baliteke tentsioa 11,5 V-tik 14,4 V-ra igotzea sakoneko fasearen amaierarako. Kargagailuak korronte konstante mantentzen du tentsioa bateriaren onarpena jarraitzen duen bitartean.

Bateriaren edukieraren % 80 gutxi gorabehera leheneratzen da kargatzean. Etapa hau nahiko azkarra da-deskarga sakoneko 100 Ah-ko bateria batek 3-5 ordutan kargatu dezake 20 amperreko kargagailu batekin.

Bateria % 80-90% 80ra hurbiltzen den heinean, korrontea onartzeko gaitasuna murrizten da. Kargagailua xurgapen modura igarotzen da, tentsioa konstante mantenduz (normalean 14,4-14,8V 12V berun-azidorako), korrontea modu naturalean murrizten den bitartean.

Xurgatzean, karga-korrontea 15 amperetik 5 amperera jaitsi daiteke, eta gero 2 ampererara jaitsi daiteke bateriaren gaitasun osoa gertu dagoenean. Baterien plaketako erreakzio kimikoak moteltzen dira-material aktiboen guneak okupatu egiten dira eta barne-erresistentzia pixka bat handitzen da.

Etapa honek ontziratu baino gehiago irauten du, nahiz eta edukieraren % 10-20 bakarrik leheneratu. 100 Ah-ko bateria berak 3-4 ordu igaro ditzake xurgapen moduan. Kargagailuak normalean korrontea kontrolatzen du, atalase baten azpitik jaisteko zain, agian C/50 (2 amp 100Ah-ko bateria baterako), flotatzera igaro aurretik.

Xurgapena amaitutakoan, kargagailuak tentsioa murrizten du flotatzaile mailara. Gure 12 V-ko berun-azidoaren adibiderako, tentsioa 14,4 V-tik 13,5 V-ra jaisten da. Korrontea berehala jaisten da-sarritan amp 1etik beherako maila minimoetara.

Bateria orain funtsean "atseden hartzen" dago guztiz kargatuta. Flotazio-tentsio baxuak urez gainezka dauden baterien gasa edo estresa eragingo lukeen korronte altua-kargatzea eragozten du. Korronte minimoak bateriak galtzen duena ordezkatzen du bere burua-deskargatzeagatik.

Hiru-etapako kargagailu modernoak flotazio moduan egon daitezke mugarik gabe. Kargagailu flotatzaile egoki bati konektatutako bateria hilabeteak edo urteak egon daitezke, beti behar denean gaitasun osoa emateko prest. Horri esker, flotatzailea kargatzea ezin hobea da UPS sistemetan, larrialdietako argiztapenetan eta alarma sistemetan egonean dauden bateriak egiteko.

Datu zentroek flotazio-tentsioaren kudeaketa egokian oinarritzen dute. UPS instalazio tipiko batek 12 V-ko dozenaka bateria izan ditzake seriean 480 V-ko edo handiagoak DC bus-tentsioak sortzeko. Bateria hauek etengabe flotatzen dute, batzuetan deskarga-gertaeren artean urteetan zehar.

UPS bateria-kargagailuek, normalean, fabrikatzaileak-zehaztutako flotazio-tentsioan-askotan 2,27 V-ko zelula bakoitzeko mantentzen dituzte VRLA (balbula-berun arautua- azidoa) bateriek. Tenperatura-sentsoreek etengabe doitzen dute tentsio hori. Serieko 20 hamabi-volteko bateriarekin 480 V-ko UPS batek tentsio zehatza erregulatu behar du 240 zelula guztietan.

Erronka areagotu egiten da bateria zahartzearekin batera. Bateriak zahartzen diren heinean, beren auto-deskarga-tasa handitu egin daiteke, flotazio-tentsio apur bat desberdinak behar direlarik. UPS sistema aurreratuek-kate bakoitzeko tentsioaren monitorizazioa erabiltzen dute, flotazio-korronte handiegia ateratzen duten bateria degradatuak detektatzeko-laburtzak edo zelulak-lehortuak garatzearen seinale.

-Saretik kanpoko eguzki-instalazioek flotagailu kargatzeko erronka bereziak dituzte. Bateriak egun edo asteak igarotzen dituzte guztiz kargatuta denbora eguzkitsuetan, eta gero deskargatzen dira eguraldi hodeitsu luzeetan.

Eguzki-karga kontrolagailuek flotazio algoritmo sofistikatuak erabiltzen dituzte. Egunean zehar, bateriak guztiz kargatzen direnean, kontrolagailuak paneleko tentsioa murrizten du flotatzeko. Honek gehiegizko kargak saihesten ditu panelek etxeko kargak zuzenean elikatzeko aukera ematen duten bitartean. Gauez, panelek energiarik sortzen ez dutenean, float kargatzea gelditzen da eta bateriak deskargatzen hasten dira.

UPS aplikazioekiko funtsezko aldea txirrindularitza da. Eguzki-pilek egunero 8-12 orduz flotatzen dute, gauean deskargatu eta hurrengo egunean kargatu. Eredu honek tenperatura konpentsazio sendoagoa behar du, bateriaren tenperatura nabarmen alda daiteke egunetik gau artean.

Ibilgailuen bateriak flotatzeko kargatzeko beste eszenatoki bat aurkezten dute. Motorra martxan dagoenean, alternadorea tentsio handi batean kargatzen da (14,2-14,4 V). Alternadore modernoek, ordea, bateria guztiz kargatzen denean tentsioa murrizten duten erregulatzaile adimendunak dituzte, funtsean kargatzen duten flotatzailea gidatzen ari zaren bitartean.

Itsasoko bateria-sistemek etxeetako bateriak (argietarako eta elektronikarako) abiarazteetarako bateriak bereizten dituzte. Etxeko bateriak itsasontziko energia edo eguzki-panelen flotatzaileen kargapean egon daitezke itsasontzia atrakatuta dagoen bitartean. Kalitatezko itsas bateria-kargagailuek hainbat-banku kargatzen dituzte, bateria-banku desberdinentzako flotazio-tentsio ezarpen independenteekin.

Flotazio-tentsioa ondo lortzeak oinarrizko tentsioaren zehaztapenetik haratago hainbat faktoreri arreta ematea eskatzen du.

Tenperatura konpentsaziorik gabe, bateriak jasaten dituzte. 13,8 V jasotzen dituen 40 graduko ekipamendu-gela bateko bateria batek 25 graduko bateria baten estres berdina jasaten du 14,2 V-biak benetako tenperaturarako flotatzeko tentsio seguruaren gainetik.

Kalitatezko bateria-kargagailuek tenperatura sentsoreak dituzte. Sentsorea barnekoa izan daiteke (kargagailuak pilekin estalkia partekatzen badu) edo urrunekoa (baterietan edo baterien inguruan jarritako zunda bat). Kargagailuaren mikrokontroladoreak irteerako tentsioa automatikoki doitzen du tenperatura-irakurketetan oinarrituta.

Konpentsazio-kalkulua erraza da: 12 V-ko berunezko-azidozko bateria batentzat, 6 gelaxka eta 13,5 V-ko oinarrizko flotatzailea 25 gradutan , erabili -3,9 mV/ gradu × 6 zelula=-23.4 mV/ gradu . Bateriaren tenperatura 30 gradukoa bada, egokitu tentsioa (30-25) × -0,0234 V=-0.117 V-tan, 13,38 V-tan emanez.

Flotatzeak bateriaren osasuna erakusten du. Flotazio moduan dagoen bateria osasuntsu batek bere Ah balorazioaren %1 baino gutxiago atera beharko luke amperetan. Korronte nabarmen handiagoak arazoak adierazten ditu: barneko laburrak, urez betetako baterien -zelulak lehortuak edo aurreko azpikargak eragindako sulfatazioa.

Baterien monitorizazio sistema aurreratuek denboran zehar flotatzen duten uneko joerak jarraitzen dituzte. Pixkanaka-pixkanaka igoerak askotan bateriaren hutsegitearen aurretik hilabetez aurretik, mantentze-leihoetan ordezkapena programatzeko abisua ematen du, ezusteko hutsegiteak izan beharrean.

Hainbat hutsunek aldizka karroza kargatzeko sistemak eragiten dituzte. Bateriaren kimika baterako diseinatutako kargagailua beste batekin erabiltzea da agian ohikoena. Beharrezko 13,2 V-ren ordez 13,8 V jasotzen dituen urez betetako bateria-kargagailu baten gel-bateria gehiegi berotuko da eta goiztiarra huts egingo du.

Maiz egiten den beste akats bat tenperatura-aldaketa nabarmena duten inguruneetan tenperatura-konpentsazioa alde batera uztea da. Kanpoko telekomunikazio armairu bateko bateria-banku batek -10 gradutik 50 gradu arteko tenperatura izan dezake urtero. Konpentsaziorik gabe, bateriak kronikoki gehiegi kargatzen dira udan eta gutxiegi kargatzen dira neguan, eta bizi-iraupena izugarri murrizten da.

Xurgapenetik flotaziorako trantsizioa faltak ere arazoak sortzen ditu. -Kalitate baxuko kargagailu batzuek ez dute inoiz tentsioa murrizten flotazio-maila egokietara, baizik eta bateriak xurgapen-tentsioan mantentzen dituzte mugarik gabe. Honek ordu edo egunetan funtzionatzen du, baina etengabeko konexio asteetan eta hilabeteetan kalte metatuak eragiten ditu.

Float Voltage

Ikerketek etengabe erakusten dute flotatzaile egokiak kargatzeak bateriaren iraupena nabarmen luza dezakeela. Tenperatura-konpentsazioarekin flotazio-tentsio egokian mantentzen diren berun-azidozko bateriak 8-10 urteko zerbitzua lor dezakete egonean dauden aplikazioetan, flotazio-tentsioa gaizki kudeatzen denean 4-5 urterekin alderatuta.

Mekanismoa sinplea da: gehiegizko kargatzeak sarearen korrosioa eragiten du berun-azidozko piletan eta material aktiboa isurtzea azkartzen du. Gainkargatzeak sulfatazio-berun sulfatoaren kristalak handitzen eta gogortzen ditu, ahalmena betirako murriztuz. Float-tentsioa bi fenomenoak nagusitzen ez diren leku gozoan jotzen du.

Litiozko baterientzat, iraupenaren onura etengabeko tentsio altua saihestea da. Litio-zelula bat 4,2 V-tan gordeta 3,9 V-tan, ziklo-bizitza % 30-40 murriztu daiteke. Kalitatezko litio-ioizko bateria-kargagailuek ezagutza hori barne hartzen dute, karga flotatzailea guztiz saihestuz edo tentsio-mugak ezarriz karga-tentsio maximoaren azpitik.

Baterien fabrikatzaileen zehaztapenek lehentasuna izan behar dute beti. Jarraibide orokorrek abiapuntuak ematen dituzten arren, bateria espezifikoek sarritan eskakizun bereziak dituzte barneko eraikuntzan, elektrodoen materialetan eta aurreikusitako aplikazioan oinarrituta.

Float kargatzea ez da bateriak mantentzeko modu bakarra, nahiz eta aplikazio finkoetarako ohikoena den.

Trickle kargatzeak korronte baxu konstantea aplikatzen du tentsio konstantea beharrean. Metodo zaharrago honek ez du flotagailuaren kargatzeko adimenik eta bateriak gainkarga ditzakete lurrin-korronteak norbere-deskarga-korrontea gainditzen badu. Hiru-etapako kargagailu modernoek kargagailu arruntak ordeztu dituzte neurri handi batean, arrazoi onengatik.

Pultsu kargatzeak etengabeko tentsioa baino korronte-pultsuak erabiltzen ditu. Fabrikatzaile batzuek diote pultsuen kargatzeak berun-azidozko baterien sulfatazioa murrizten duela, nahiz eta frogak nahastuta egon. Pultsu kargatzea ez da ohikoa aplikazio nagusietan.

Litiozko bateriei dagokienez, "biltegiratzeko modua" kargatzeak mesede egin du. Kargagailuak aldian-aldian tentsioa egiaztatzen du eta gorako -karga ematen du tentsioa atalase baten azpitik jaitsi bada, eta gero deskonektatu egiten da. Honek flotagailuaren karga tradizionalaren etengabeko konexioa saihesten du bateriak erabiltzeko prest mantentzen diren bitartean.

Float tentsioa bateria modernoaren mantentze-lanaren oinarrizko alderdia da, batez ere egonean energia aplikazioetarako. Berunezko-azidozko bateriak ondo-erakaraztutako portaera eta auto-deskarga-tasa altuak dituzten bateriak ia flotagailuz kargatzeko diseinatu ziren. Tentsioa nahikoa baxua da kalteak saihesteko, baina nahikoa altua karga osoa mugagabe mantentzeko.

Litiozko pilek ñabardura gehiago eskatzen dituzte. Litio-ioizko bateria-kargagailuak gero eta gehiago hartzeak babesko energiaren aplikazioetan ulertzea eskatzen du baliteke flotatzaileen karga tradizionala ez aplikatzea. Litiozko bateria askok hobeto funtzionatzen dute aldizkako gorako-kargarekin, tentsio etengabeko aplikazioarekin baino.

Tenperaturaren rola ezin da gehiegi adierazi. Baterien elektrokimikak biziki erantzuten die baldintza termikoei, eta tenperaturaren konpentsazioa ezinbestekoa da ingurune ezberdinetara jasaten diren flotagailuak kargatzeko sistemarentzat.

Flotatzaile egokiak kargatzeak, kalitatezko kargagailuekin eta monitorizazio egokiarekin konbinatuta, bateriak maiz ordezkatu behar diren kontsumigarrietatik epe luzeko -fiagarri bihurtzen ditu. Kargatzeko ekipo onetan egindako inbertsio xumeak dibidenduak ematen ditu bateriaren iraupen luzearen eta babeskoiaren potentzia fidagarriaren bidez, gehien garrantzitsua denean.