Характеризуется как источник и потребитель электрического тока c поочередной работой в режиме заряда-разряда. Основной показатель - номинальная емкость батареи (А-час), т.е. количество электричества, которое отдает полностью заряженная батарея. Необходимо иметь ввиду, что чем слабее разрядный ток (А), тем больше электричества извлекается при полном разряде. То есть действует принцип: «Хорошего - понемногу, но подольше». 

Другой показатель для заряженной батареи - напряжение на клеммах (В). Если номинальное напряжения первичного аккумулятора равно 2 В, то номинальное напряжение батареи равно числу последовательно соединенных элементов, умноженному на два. Следовательно, подключая разное число элементов можно получать требуемые ступени напряжений. 

При понижении температуры электролита на 1 градус емкость батареи уменьшается примерно на 1 процент. Таким образом, емкость батареи при 25 градусах мороза наполовину меньше, чем при 25 градусах тепла. Указанную зависимость следует учитывать при выборе места хранения батареи.  

Саморазряд аккумуляторной батареи возникает вледствие образования местных токов между окислами активной массы и решеткой пластин. Кроме того, при длительном хранении плотность электролита в нижних слоях становиться больше, чем в верхних. Это приводит к появлению разности потенциалов и возникновению уравнительных токов на поверхности пластин. Нормальный саморазряд исправной батареи составляет около 10% за 14 суток.  

Период эксплуатации любых батарей не вечен, даже если соблюдать правила хранения и обслуживания. Но для любых типов батарей справедливо правило: чем меньше глубина и количество разрядных циклов, тем дольше жизнь батареи. 
  
Свинцовые батареи. 

В автомобилях используются стартерные (тип СТ) свинцово-кислотные батареи. Такие батареи способны кратковременно отдавать ток большой величины за несколько секунд, что необходимо при пуске двигателя стартером. Их основной недостаток - не могут многократно значительно разряжаться без потерь эксплуатационных свойств. Вряд ли какая-либо стартерная батарея выдержит больше 30 циклов, при которых емкость падает на 80%. Хотя нужно отметить, что качество импортных батарей постоянно совершенствуется. Их подключение имеет некоторый смысл, если не давать батарее сильно разряжаться. 

Более надежны специально изготовленые батареи многократного цикла глубокого заряда-разряда (deep cycle). Они широко используются в электрокарах, в поездах, в авиации, в шахтах, на судах и электростанциях. Также небольшие по емкости батареи применяются в компьютерных источниках бесперебойного питания (UPS - Uninterruptible Power Supplies). 

Свинцовые стационарные батареи СН предназначены для  эксплуатации на постоянном месте или в условиях, исключающих перемещение. Основу батареи составляет двухвольтовый аккумулятор закрытого исполнения. Батареи различаются количеством элементов, емкостью и массой. На базе СН созданы аккумуляторы СНУ (усиленные) обладающие повышенной механической прочностью. 

Стационарные аккумуляторы АБН применяют на железных дорогах для питания устройств автоблокировки, сигнализации, телемеханики и связи. Саморазряд батареи, отключенной от сети за 28 суток не должен превышать 28% (при температуре воздуха +25 градусов). 

Авиационные батареи различаются по типу использования. Аэродромный тип АСА преднаначен для наземного запуска двигателей и проверки оборудования. Бортовой тип АСАМ, САМ употребляется для автономного старта двигателей и агрегатов, при аварийных режимах в системе энергоснабжения. 

Кроме того, выпускаются стационарные батареи открытого исполнения С, СК, СКЭ. Большинство из них не имееют крышек и поэтому требуют частой доливки воды и вентилируемых помещений. Гарантийный срок службы при соблюдения правил ухода 4 года, наработка 800-1000 циклов. 

Щелочные батареи. 

В щелочных аккумуляторах электролитом служит раствор щелочи, обычно гидроксида калия. Наиболее распостранены щелочные никель-кадмиевые НК и никель-железные НЖ аккумуляторы. Кроме того, в небольших маштабах выпускаются серебряно-цинковые и серебрянно-кадмиевые аккумуляторы. Все батареи предназначены для многократного глубого заряда-разряда. 

Данный вид выпускается в ламельном исполнении, активная масса которых помещается внутри сменных перфорированных коробок (ламелей). Аккумуляторы помещаются в стальные никелированные сосуды. Примение полиэтиленовых сосудов позволяет поднять характеристики ламельных аккумуляторов (тип НЖЛ). Они имеют более высокую емкость и удельную энергию. 

Напряжение аккумулятора зависит от режима разряда. Номинальное напряжение ячейки равно 1.15 В. Соединяя аккумуляторы различным образом можно получить батареи с требуемыми параметрами. 

Наибольший объем щелочных аккумуляторов составляют тяговые никель-железные ТНЖШ, имеющие емкость 360-1150 А час. Они предназначены для электровозов, пассажирских железнодорожных вагонов и внутризаводского транспорта. В качестве электролита в них используется водный раствор гидроксида натрия (плотностью 1190-1210 кг/м3) с добавкой 20 г/л гидроксида лития. 

Аккумуляторы предназначены для работы при температуре электролита от -20 до +45 С. Срок хранения ламельных никель-кадмиевых аккумуляторов 5 лет, никель-железных - 3.5 года. Наработка при разряде-заряде составляет 1000 циклов.

Разрядная характеристика. 
является зависимостью напряжения (В) на клеммах от тока разряда (А) во времени (мин-час). Естественно, чем сильнее ток из батареи, тем больше и быстрее падает напряжение. Если емкость батареи 40 А час, а номинальный режим разряда 20-часовой, то разрядный ток равен 2 амперам. Или наоборот - емкость 60 А час, номинальный ток 6 ампер, тогда время разряда 10 часов. 

Любой аккумулятор обладает внутренним сопротивлением, которое зависит от ряда факторов. Как только в цепи появляется нагрузочный ток, напряжение на клеммах снижается. Падение напряжение есть произведение тока разряда на внутреннее сопротивление. То же самое происходит при заряде, но с противоположным итогом - напряжение на клеммах увеличивается. 

Определение уровня заряда батареи. 
Плотность электролита служит основным показателем разряда батареи. Вместе с тем, напряжение на клеммах также может быть ориентиром остаточной емкости. Трудность при измерении заключается в том, что на практике батарея постоянно находится под влиянием тока нагрузки и подзарядных устройств. Для точной оценки необходимо снимать показания напряжения, когда влияние подключенных устройств минимально, т.е. батарея на холостом ходу. Ниже приведена таблица значений степени заряда свинцово-кислой батареи при +25 С. 
  

Для электролита с иной плотностью можно приблизительно допустить, что уменьшение плотности на 0.01 г /см3 соответсвует разряду на 6%. 

Об импортных батареях.  
Рост выработки электричества от солнечных панелей и ветровых турбин привел к появлению батарей, специально разработанных для альтернативной энергетики. Выпускаются как свинцово-кислотные (lead-acid), так и щелочные никель-кадмиевые (Ni-Сad), никель-железные (Ni-Fe) аккумуляторы. 

Характеристики батарей непрерывно подвергаются модернизации следуя правилу: больше энергии, меньше веса, дольше срок. В борьбе за рынок производители извещают о следующих возможностях: эксплуатация 10-15 лет, гарантия 3-5 лет, 1000-2000 циклов заряда-разряда. Наиболее известными компаниями в секторе альтернативной энергетики являются: Trojan, Surrette, Rolls Battery Engineering, Dyno, IBE и другие.

Быстрая зарядка батареи / Quick charge

Системные компоненты для домовой энергетики

Ветрогенератор постоянного тока || Аккумуляторная батарея || Солнечная батарея Освещение и бытовые приборы

Welcome to the World of Renewable Energy

Nakhodka. 2003.