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LIVROS E ARTIGOS
2.2.1. Baterias, tecnologia dryfit
Diretório / Baterias e acumuladores As baterias ácidas mais convenientes e seguras são as baterias VRLA (ácido-chumbo reguladas por válvula) absolutamente isentas de manutenção, produzidas com a tecnologia "dryfit". O eletrólito nessas baterias está em um estado gelatinoso. Isso garante a confiabilidade das baterias e a segurança de sua operação. Características técnicas dos acumuladores "DRYFIT". Dependendo do modo de operação esperado, dois tipos de baterias são recomendados: "dryfit" A400 para o modo buffer e A500 para o modo buffer + ciclo. Estas baterias são produzidas pela empresa alemã Sonnenschein, que faz parte do grupo de fabricantes europeus CEAC, e caracterizam-se pelas seguintes vantagens: absolutamente isentas de manutenção durante toda a vida útil; longa vida útil (com retenção da capacidade residual de 80%); Classificação Eurobat - alto desempenho (High Performance); Tecnologia "dryfit": o eletrólito é fixado em um estado gelatinoso; placas de espalhamento em design de bloco; desgaseificação muito baixa devido ao sistema de recombinação interna; a capacidade de restaurar rapidamente a capacidade; baterias "dryfit" não são mercadorias perigosas para transporte aéreo, rodoviário e ferroviário (de acordo com a IATA); auto-descarga muito baixa: mesmo após 2 anos de armazenamento (a 20°C) não é necessário recarregar antes do comissionamento; recarga é permitida; resistente a descargas profundas de acordo com DIN 43539 parte 5; faixa de capacidade: de 5,5 a 180 Ah para A 400 e de 2,0 a 115 Ah para A500; As baterias são aceitas para reciclagem pela Sonnenschein, porque contêm muitos materiais valiosos; são certificados pelo Correio Federal Alemão, TL 6140-3003; em conformidade com VDE 0108 parte 1 para alimentação de emergência. As baterias A500 são mais versáteis e têm um design consistente e são projetadas para o modo misto - "buffer + ciclo". Eles melhoraram muito as características de autodescarga, alterando o design das latas e a composição do eletrólito. Eles cumprem as seguintes normas: DIN, BS, IES e também são aprovados pela VdS. O símbolo da bateria "dryfit" contém: a primeira letra e três números a seguir - o tipo de bateria; valores subseqüentes - capacidade nominal, Ah; as últimas letras - o tipo de saída da bateria (de acordo com DIN 72311, as correntes de descarga limitantes são alcançadas somente ao usar um contato padrão). Técnica de carregamento da bateria "DRYFIT" A bateria é carregada quando um potencial é aplicado a ela que excede sua tensão operacional. A corrente de carga da bateria é proporcional à diferença entre a tensão aplicada e a tensão de circuito aberto. A voltagem da bateria aumenta conforme ela é carregada até que a eletrólise comece. Ao mesmo tempo, a eficiência de carga diminui e a tensão nos terminais da bateria aumenta à medida que a taxa de carga diminui. A taxa de carga de uma bateria pode ser definida em termos de capacidade. Se a capacidade da bateria C for carregada no tempo t, então a taxa de carga é determinada pela relação C/t. Uma bateria com capacidade de 100 Ah, quando descarregada a uma taxa de C / 5, será totalmente descarregada em 5 horas, enquanto a corrente de descarga será de 100/5, ou 20 A. Se a bateria for carregada a uma taxa de C / 10, então sua corrente de carga será 100/10, ou 10 A. A taxa de carga pode ser estimada em tempos de ciclo. Portanto, se a bateria for carregada em 5 horas, diz-se que ela tem um ciclo de 5 horas. Depois que a bateria estiver totalmente carregada, a continuação da carga causa a liberação de gases (ocorre sobrecarga). Nas baterias clássicas, durante o processo de recarga, a água é retirada e o eletrólito é pulverizado com a liberação de gases. Parte do eletrólito é pulverizado através dos orifícios de ventilação, ou seja, está perdido. Quando a água é adicionada ao eletrólito, sua concentração diminui e o desempenho da bateria se deteriora. Nas baterias fabricadas com a tecnologia "dryfit", as reações dos eletrodos ocorrem com a participação do eletrólito. A composição do eletrólito não muda conforme ele é carregado ou descarregado. Portanto, o eletrólito é projetado de forma que a geração de oxigênio durante o processo de carregamento seja compensada por outras reações químicas que mantêm condições de equilíbrio nas quais a bateria pode ser carregada por um longo tempo sem perder água. Isso é essencial para baterias seladas. A tensão de carga das baterias A400 para o modo de carga flutuante deve estar entre 2,3 V e 2,23 V/célula. Ao carregar baterias de 12 V, compostas por 6 células (latas), esse valor é multiplicado por 6, ou seja, a tensão de carga para uma bateria de 12 V deve estar na faixa de 13,8 V a 13,38 V. Para baterias de 6 volts, o número de células é 3, para 4-x - 2 e para 2 volts - 1. Quando a temperatura muda, a tensão de carga deve ser ajustada. Neste caso, a tensão de carga pode variar de 2,15 V/célula a 2,55 V/célula quando a temperatura varia de -30°C a +50°C. No modo de buffer, a tensão de carga a 20oC deve estar na faixa de 2,3-2,35 V/célula. A flutuação de tensão não deve exceder 30 mV/célula. Quando a tensão de carga for superior a 2,4 V, a corrente de carga deve ser limitada a 0,5 A por Ah para dois modos. A carga de compensação é possível para os modos de operação cíclico e de buffer. Para baterias A400, a tensão máxima de carga é de 2,3 V/célula e para A500 é de 2,4 V/célula. Para baterias A500, dois modos são possíveis: buffer e cíclico. No modo de carga cíclica, a tensão de carga deve ser maior do que no modo de buffer para aumentar o tempo entre os ciclos de carga. Técnica de descarga da bateria "DRYFIT" As baterias fabricadas com a tecnologia "dryfit" não são muito sensíveis às condições de descarga. Além disso, a capacitância também é insensível a descargas em taxas abaixo de C/10. Com descargas mais intensas, a capacidade diminui à medida que a taxa de descarga aumenta, mas não tão "dramaticamente" como no caso das baterias feitas de acordo com a tecnologia tradicional. Portanto, é suficiente para o fabricante fornecer um número relativamente limitado de curvas de descarga típicas. Com a capacidade da bateria especificada, a taxa de descarga é escolhida baixa (por exemplo, C / 10) para maximizar a capacidade da célula. Em uma taxa alta, a descarga é realmente limitada, porque devido à resistência interna da bateria, a tensão diminui abaixo da tensão de corte (a tensão de corte é a tensão mínima na qual a bateria é capaz de fornecer energia útil sob certas condições). Isso ocorre antes do início do "esgotamento" da energia eletroquímica. No entanto, a redução da corrente de descarga reduz a queda de tensão IxR dentro da célula, enquanto a tensão da célula aumenta em relação à tensão de corte e a descarga continua. Com uma bateria descarregada, a saída de energia é zero porque a corrente é zero. Se a bateria estiver em curto-circuito, a saída de energia é novamente zero, pois a tensão é próxima de zero, embora a corrente possa ser muito grande. A tensão média depende da corrente consumida, mas não há relação linear entre esses valores. A potência máxima de saída ocorre quando a resistência da carga é igual à resistência interna da bateria. As baterias de chumbo têm uma característica única - a capacidade de liberar hidrogênio durante sobretensões e oxigênio quando a tensão da bateria de chumbo se aproxima do valor característico de uma carga completa, enquanto há um aumento significativo de tensão necessário para a passagem da corrente de carga através do eletrólito . Se a tensão que causa o fluxo da corrente de carga for fixa e alta o suficiente para carregar os eletrodos, mas não tão alta a ponto de causar desgaseificação, a tensão da célula aumentará até igualar a tensão da fonte de carga. Nas baterias de tecnologia "dryfit", cada célula é fechada com uma válvula, o que impede a penetração de oxigênio do lado de fora. Com sobrepressão interna, a válvula se abre para então fechar a lata novamente. As baterias não devem ser colocadas em salas fechadas. A instalação em qualquer posição é permitida. Ao instalar baterias "dryfit" permanentemente em salas, armários e contêineres, devem ser observadas as normas da VDE 0510, certifique-se de que as válvulas estejam na parte superior e não estejam bloqueadas por nada. A capacidade máxima das baterias recarregáveis é alcançada em temperatura normal (20 °C), baixas taxas de descarga e baixas tensões de corte. A mobilidade dos íons e sua taxa de interação com os eletrodos diminuem à medida que a temperatura diminui, e a maioria das baterias com eletrólitos à base de água reduz a produção de energia em comparação com o que podem fornecer em temperatura normal. Se o eletrólito congelar, a mobilidade do íon pode cair a ponto de a bateria parar de funcionar. Com a diminuição da temperatura, o equipamento não deve ser projetado para operar em baixas tensões de operação. Quando a bateria é descarregada em baixas temperaturas, sua resistência interna aumenta, o que leva à liberação de calor adicional, que compensa até certo ponto a diminuição da temperatura ambiente. Como resultado, o desempenho da bateria é determinado por seu projeto e condições de descarga. A resistência interna faz parte de um circuito elétrico completo. Como a corrente de carga também flui através da bateria, a tensão nos terminais da bateria é realmente a tensão produzida pelo sistema de elétrons da bateria menos a queda de tensão causada pela corrente que passa por ela. A maior parte da resistência interna da célula é criada pelos materiais ativos dos eletrodos e do eletrólito, que mudam à medida que o eletrólito envelhece e o estado de carga. A resistência interna da bateria pode limitar a corrente necessária entregue à carga. Para determinar a resistência interna de uma célula ou bateria, você pode usar o método que consiste em medir suas características em corrente alternada (frequência de 1 kHz e superior). Como muitas reações nos eletrodos são reversíveis, pode-se presumir que nenhuma reação química ocorre ao medir com corrente alternada e a impedância corresponde à resistência interna. Medições AC podem ser combinadas com medições DC. Considera-se que uma bateria recarregável chegou ao fim de sua vida útil quando sua capacidade cai para 80% de sua capacidade original declarada. Neste caso, 30% DOD corresponde à vida cíclica máxima da bateria. Assim, após dois anos de armazenamento, a bateria retém 50% de sua capacidade. Após o carregamento, as baterias das séries A400 e A500 restauram 100% da capacidade. Eles melhoraram muito os parâmetros (em comparação com os tipos anteriores de baterias A200 e A300) devido a mudanças no design das latas e na composição do eletrólito. Vida útil das baterias dryfit: A 400 8...10 anos A 500 5...6 anos As baterias A400 e A500 são resistentes a descarga profunda de acordo com DIN 43539. Não é recomendado usar um modo de descarga mais profundo ou suave. , que reduzem a duração da vida cíclica da bateria. Voltar (baterias seladas) Para a frente (Baterias de níquel-cádmio seladas)
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