Аккумулятор при зарядке сразу же кипит: 🔋 Аккумулятор кипит при зарядке

Почему кипит аккумулятор при зарядке? От зарядного устройства и на машине.

Автор: Максим Дата: 13.09.2021 Просмотров: 389 Комментарии: 0

Принцип работы классической свинцово-кислотной аккумуляторной батареи подразумевает как циклы разряда, так и заряда. Они чередуются и батарея таким образом принимает или отдаёт электрический ток.

Прежде всего стоит отметить, что аккумулятор кипит при зарядке как стационарным зарядным устройство для аккумулятора, так и просто во время езды на автомобиле, когда ток заряда поступает от генератора. Такое случается нередко и это негативное явление может быть вызвано по вине различных процессов.

Так, вы можете наблюдать процесс «кипения» в конце цикла зарядки необслуживаемого аккумулятора. Его наглядно видно, так как пробки откручены и есть непосредственный доступ к электролиту в банках. Кипение бывает разной интенсивности, чтобы не перегружать батарею, нужно отключать от сети зарядное устройство при первых признаках – появлении маленьких пузырьков на поверхности раствора электролита.

При этом, вы не сможете наблюдать аналогичный процесс в современных, необслуживаемых аккумуляторах, так как банки закрыты сплошной пластиковой крышкой. Однако это вовсе не значит, что этого процесса в них не происходит.

Чтобы понять, почему кипят банки аккумулятора при зарядке, следует определиться с химическими реакциями при этом процессе. Многие начинающие автолюбители могут подумать, что действительно происходит известный процесс кипения, как чайника: электролит нагревается и раствор начинает понемногу переходить из жидкого состояния в газообразное. Это в корне неверно, в первую очередь, потому что при температуре кипения жидкости пластик бы просто не выдержал и расплавился. То, что мы наблюдаем в конце цикла зарядки автомобильного аккумулятора, называется электролизом. Появление пузырьков на поверхности раствора свидетельствует о процессе электролиза дистиллированной воды, входящей в состав электролита (приблизительно 65%.

дистиллированной воды и 35% серной кислоты). При данном процессе вода начинает постепенно распадаться на кислород и водород.

Почему аккумулятор при зарядке начинает кипеть, будучи установленным под капотом? При езде процесс электролиза может возникать вследствие неисправности генератора, который выдаёт повышенное напряжение на батарею (выше установленного, примерно 15В) и «перезаряжает» её. Это сопровождается активным шипением и выходом водорода из газоотводящего отверстия в корпусе. Поэтому нужно быть внимательным к состоянию вашего аккумулятора, так как сидя в салоне шипения батареи вы не услышите, в то время как она будет быстро терять свои эксплуатационные свойства и создавать опасную ситуацию, при которой она может взорваться.

Когда электролит кипит при зарядке стационарным зарядным устройством, сразу при подключении его в сеть, это говорит о выходе из строя батареи, её ресурс подошёл к концу, и она почти полностью утратила свою ёмкость.

Если вы столкнулись с такой ситуацией, рекомендуем обратиться в интернет-магазин аккумуляторов BEST-AKB, где вы сможете сдать старый аккумулятор в зачёт скидки или бесплатной доставки и установки!

Комментарии

Что делать, если аккумулятор кипит при зарядке

Новая аккумуляторная батарея, особенно необслуживаемая, может длительное время работать нормально, позволяя забыть о своём существовании. Но рано или поздно возникает необходимость её подзарядки с помощью зарядного устройства.

Существует немало разновидностей ЗУ, в том числе достаточно интеллектуальных, способных полностью контролировать процесс зарядки. Но даже и в этом случае возможна ситуация, когда электролит закипает, и этот момент автовладельцы воспринимают неоднозначно: одни считают это крайне вредным для АКБ, другие уверены, что кипение электролитической жидкости – процесс естественный и нормальный.

Попробуем разобраться в этом вопросе.

Содержание

1. Когда выделение газов при зарядке считается нормой
2. Химические причины кипения раствора кислоты
3. Кипение как признак неработоспособности аккумулятора
4. Самостоятельное устранение проблемы
5. Когда без обращения в сервис не обойтись

Когда выделение газов при зарядке считается нормой

Чтобы лучше понимать физические процессы, происходящие в автомобильной аккумуляторной батарее, весьма желательно ознакомиться с устройством этого источника питания.

Типичный автомобильный аккумулятор, несмотря на два клеммных вывода, состоит из 6 миниатюрных батарей, соединённых последовательно. Каждая такая батарея состоит из последовательности положительных и отрицательных пластин (обычно их по 8, но это количество может варьироваться в зависимости от конструктивных особенностей АКБ). Пластины изготавливают из свинца – металла, обладающего наилучшими электрохимическими характеристиками при взаимодействии с электролитом. Последний представляет собой раствор серной кислоты в тщательно очищенной от всех возможных примесей воды. Если подключить к батарее внешнюю нагрузку, начинается электрохимическая реакция между положительными свинцовыми пластинами и электролитом, сопровождающаяся движением заряженных частиц в сторону положительно заряженного электрода.

Каждая батарея обладает энергетическим потенциалом в 2.0–2.1 В, а поскольку они соединены последовательно, на полностью заряженном аккумуляторе разность потенциалом между клеммами составляет 12. 0–12.6 В.

В разряженной батарее вольтаж падает до 10 В, и этого уже недостаточно для прокручивания стартера. Но при работающем двигателе происходит обратный процесс – зарядка АКБ, в результате чего первоначальная ёмкость источника питания восстанавливается.

Во время зарядки в аккумуляторе происходят противоположные реакции, сопровождающиеся восстановлением свинца на пластинах от сульфатного остатка SO₄, который снова становится серной кислотой. Плотность электролита повышается, и когда все соли на пластинах оказываются регенерированными, а внешний ток при этом продолжает поступать, начинается процесс электролиза дистиллированной воды – аккумулятор при зарядке начинает кипеть. Физически это процесс разложения воды на составляющие – водород и кислород. Эти газообразные вещества и образуют поднимающиеся вверх пузырьки, которые мы привыкли классифицировать как кипение.

Из всего сказанного можно сделать вывод, что бурление жидкости свидетельствует о завершении процесса зарядки автомобильного аккумулятора. Вот вам и ответ на вопрос, должен ли кипеть аккумулятор легкового авто во время зарядки.

Если вы восстанавливаете ёмкость АКБ с помощью зарядного устройства, время между началом зарядки и её окончанием будет зависеть от множества факторов:

• степени разряда батареи;
• возможностей ЗУ;
• выбранного режима.

Это означает, что вряд ли возможно с точностью до часа определить длительность зарядки. Но в любом случае об окончании можно судить по началу выделения пузырьков. Другими словами, если аккумулятор кипит при зарядке – это нормально, поскольку это достоверный признак того, что АКБ полностью восстановила свой заряд. Но следует понимать, что при длительном кипении происходит испарение жидкости, а это процесс нежелательный. Так что если вы обнаружите кипение электролита – понаблюдайте за батареей минут 30–60 и выключайте зарядное устройство.

Если кипение продолжится и после этого – вы перестарались, это свидетельство явного перезаряда источника питания.

Так сколько же времени должен кипеть аккумулятор во время зарядки? Если батарея исправна, то процесс кипения обычно начинается за 120–180 минут до того времени, когда ёмкость батареи восстановится до номинального значения. То есть процесс кипения – это нормально.

Но тут тоже есть свои нюансы. Имеет значение, в каком режиме вы осуществляете зарядку. Если малыми токами – то всё вышесказанное справедливо, восстановление ёмкости происходит медленно, и соответственно между началом появления пузырьков и полной зарядкой проходит достаточно много времени. Другое дело – зарядка высокими токами. В этом случае скорость набора заряда существенно возрастает, выделения газов – тоже, и если вы упустите этот момент, жидкость может выкипеть, оголив пластины, и они начнут разрушаться.

Так что зарядка большими токами, которую иногда практикуют автомобилисты, желая побыстрее зарядить аккумулятор, вредна для батареи, и злоупотреблять ею не стоит.

По понятным причинам точное значение времени кипения мы указать не можем, но верным признаком перезаряда является бурное кипение электролита – вот по нему и следует ориентироваться. Правда, при быстрой зарядке большими токами кипение начнётся раньше насыщения электролита кислотой, поэтому, если вы хотите зарядить батарею полностью, нужно продолжить процесс, снизив ток заряда.

Химические причины кипения раствора кислоты

В процессе зарядки от генератора или ЗУ аккумулятор накапливает энергию, поступающую от источника тока. Если быть точным, то эта энергия тратится на восстановление свинцового покрытия электродов, которые во время разряда вступают в реакцию с кислотой, образуя сульфат свинца.

Во время процесса подзарядки источника питания кислотный остаток регенерируется обратно в кислоту, и плотность электролита растёт. После того как все соли с пластин регенерировались, поступающий ток продолжает воздействовать на электролит, запуская процесс электролиза воды. Она разлагается на молекулярный кислород и водород, в обычных условиях это газы, которые устремляются к поверхности электролита в виде пузырьков. Интенсивность этого процесса со временем нарастает. Со стороны это газовыделение воспринимается как кипение жидкости. В действительности температура электролита при этом составляет порядка 50 градусов.

Благодаря приведенным сведениям становится понятно, почему при зарядке аккумулятора автомашины от зарядного устройства начинает закипать и пузыриться электролит, и насколько этот процесс безопасен.

Кипение как признак неработоспособности аккумулятора

Но не всегда факт газовыделения в растворе серной кислоты следует воспринимать как норму. Мы уже отмечали, что при так называемой «быстрой зарядке» большими токами кипение начинается быстрее, чем жидкость набирает ёмкость.

Но случается и так, что аккумулятор начинает закипать практически сразу после подключения ЗУ. Это очевидное свидетельство того, что батарея не может принимать заряд, то есть её можно считать нерабочей. В подавляющем большинстве случаев восстановить её работоспособность не представляется возможным. Интенсивное кипение, начинающееся сразу после включения зарядного устройства, может наблюдаться не во всех банках, а только в некоторых секциях. Из этого можно сделать вывод, что именно в этих банках пластины уже посыпались настолько, что не могут больше удерживать заряд. Если неисправна даже одна банка, ёмкость батареи падает минимум на 15%, при двух неисправных секциях батарея однозначно становится нерабочей.

Рассмотрим основные причины, из-за которых аккумулятор кипит сразу после начала зарядки:

• накопление на пластинах неспособного к регенерации сернокислого свинца, имеющего порошкообразную консистенцию и осыпающегося под воздействием кислоты;
• падение уровня электролита, когда пластины оголяются и подвергаются усиленному окислению;
• КЗ между полярными пластинами в пределах одной или нескольких секций.

Кипение в одной банке не всегда является критичным. Возможно, после устранения причины ёмкость секции удастся восстановить, пускай даже не до первоначального уровня – в этом случае вы ещё сможете эксплуатировать АКБ некоторое время.

Самостоятельное устранение проблемы

Итак, аккумулятор закипел в процессе зарядки, что можно и нужно делать? Бурное газовыделение свидетельствует о том, что батарея перестала накапливать энергию. Как свидетельствует практика, кипение переходит в активную стадию, когда АКБ набрал примерно 80% от максимального возможного заряда.

Именно поэтому сразу отключать зарядку не нужно, но и оставлять кипеть аккумулятор рекомендуется максимум на два–три часа. Необходимо сразу после появления газов уменьшить ток заряда вдвое. Если пробки были откручены полностью, их следует неплотно одеть – небольшой щели для выхода паров вполне достаточно, и этим вы снизите вероятность выплёскивания электролита наружу.

Как правило, после уменьшения тока кипение ненадолго прекращается, но затем жидкость снова начинает бурлить. Алгоритм в этом случае остаётся неизменным – двукратное уменьшение тока зарядки. Обычно при такой последовательности зарядку продолжают до тех пор, пока вольтметр или амперметр не укажут на стабильность соответствующих показателей.

Современные ЗУ способны самостоятельно уменьшать силу тока, ориентируясь на показатели вольтажа. На более старых устройствах необходимо следить за этим параметром и регулировать ток заряда самостоятельно.

Если электролит закипает достаточно быстро, первое, что нужно сделать – проверить его уровень. Если он недостаточен, нужно долить жидкость (дистиллированную воду или электролит, в зависимости от плотности раствора) и продолжить зарядку. Это единственный случай, когда вы имеете возможность относительно просто реанимировать батарею.

Когда без обращения в сервис не обойтись

Если аккумулятор закипает быстро, и причина – не в падении уровня электролита, скорее всего, вам не удастся его восстановить. Продолжите заряжать – и газовыделение усилится настолько, что устройство может взорваться.

Это не означает, что АКБ стоит списывать со счетов – многие автосервисы занимаются восстановлением аккумуляторов, особенно обслуживаемых старого образца. Но нужно понимать, что это дорогостоящая услуга, которая не гарантирует, что батарея после такого ремонта прослужит хотя бы год – так что гораздо рациональнее сразу задуматься о приобретении нового источника питания.

Добавление воды в аккумулятор до или после зарядки (Полное руководство)

В большинстве случаев вода и аккумуляторы — плохое сочетание. Вода повредит электрические компоненты батареи, и вы останетесь с неработающими батареями. Смешивание воды и батарей может быть даже очень опасным. Так зачем же добавлять воду в батареи?

Это потому, что есть исключения из правил. Свинцово-кислотные аккумуляторы нуждаются в воде для правильной работы. Но как узнать, когда нужно добавить воды в батареи? А воду в аккумулятор лучше доливать до или после зарядки?

В этой статье мы рассказали все, что вам нужно знать о добавлении воды в батареи. Итак, читайте дальше, чтобы узнать о наилучшей практике добавления воды в батареи.

Содержание

• Что такое свинцово-кислотная батарея?
• Зачем нужно добавлять воду в свинцово-кислотные аккумуляторы?
• Лучше добавлять воду в аккумулятор до или после зарядки?
• Заключение

Что такое свинцово-кислотный аккумулятор?

Свинцово-кислотные аккумуляторы — это перезаряжаемые батареи, питающие электрические компоненты автомобиля. Размер свинцово-кислотного аккумулятора зависит от количества вольт, которое он содержит. Их плотность энергии меньше, чем в современных аккумуляторных батареях.

Однако из-за их низкой стоимости, высокой импульсной мощности и длительного срока хранения они до сих пор используются во многих транспортных средствах, для которых требуются аккумуляторные батареи. Они хорошо подходят для питания транспортных средств, таких как автомобили или тележки для гольфа, которые имеют двигатели внутреннего сгорания, требующие сильного тока для одновременного запуска всех электронных компонентов.

Компоненты свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы состоят из четырех компонентов: положительной и отрицательной пластины, электролитов и резиновой полоски. Резиновая полоска разделяет две пластины. Положительная пластина изготовлена ​​из перекиси свинца, а отрицательная – из чистого свинца. В то время как перекись свинца является твердым и хрупким материалом, чистый свинец мягкий и губчатый.

Пластины погружены в электролиты, смесь воды и серной кислоты. Компоненты удерживаются на месте пластиковым корпусом с двумя пластиковыми выводами поверх него. Провода имеют положительные и отрицательные клеммы. Корпус имеет шесть камер с ячейками, выдающими 2,1 вольта постоянного тока. При подключении они выдают в сумме 12,6 вольт.

Зачем нужно добавлять воду в свинцово-кислотные аккумуляторы?

Электричество свинцово-кислотных аккумуляторов вырабатывается в результате электрохимической реакции, происходящей между электролитами и пластинами. Когда батарея перезаряжается, электричество течет через воду в электролитах. В результате вода превращается в кислород и газообразный водород, исходные элементы воды.

Со временем, когда вода снова превращается в газ, батареи теряют воду. Вот почему для поддержания безопасной работы в батарею необходимо добавлять воду. Исключением являются аккумуляторы AGM, которые могут компенсировать потерю воды из-за газообразования благодаря своей технологии автоматического полива аккумуляторов.

Вентилируемые и герметичные батареи

Необходимость добавления воды в батарею зависит от того, герметичная она или вентилируемая. Герметичные батареи не позволяют газам выходить наружу, а атомы превращаются в воду. Этот процесс предотвращает потерю воды.

Батареи с вентиляцией будут выпускать газы, что приведет к потере воды внутри батареи. Вот почему добавление воды необходимо для правильного функционирования батарей. Вы должны регулярно проверять вентилируемый аккумулятор и при необходимости дозаряжать его.

Лучше доливать воду в аккумулятор до или после зарядки?

Всегда лучше доливать воду после полной зарядки аккумулятора. Это позволит расшириться. Обратите внимание, что вы никогда не должны добавлять воду в аккумулятор, когда он горячий. Добавляйте воду только тогда, когда батарея остыла, потому что уровень воды различен при разных состояниях заряда и должен проверяться на самом высоком уровне.

Максимальный уровень жидкости после расширения, когда он был полностью заряжен, а затем остыл. Если вы добавите воду, когда она находится на более низком уровне, вы можете добавить слишком много. Залитая свинцово-кислотная батарея может привести к выкипанию воды.

Как узнать, сколько воды нужно добавить?

Когда вы добавляете воду в аккумулятор, важно добавлять ровно столько воды, сколько нужно, чтобы предотвратить проблемы из-за избытка воды. Вы знаете, что добавили достаточно воды, когда уровень электролита находится либо на четверть дюйма ниже верхней части элемента, либо примерно на одну восьмую дюйма выше пластин.

Выполнение этих измерений обеспечит достаточно места для расширения жидкости, когда батарея используется или заряжается.

Что произойдет, если вы переполните аккумулятор?

Если вы переполните аккумулятор, он может переполниться или запузыриться, вылив раствор электролита. Это может быть опасно, так как раствор может привести к травме или повреждению, если он вступит в контакт с другими предметами или вашей кожей. Например, аккумуляторная кислота может разъесть пол автомобиля или вызвать болезненные ожоги.

Избыток воды может также разбавлять раствор электролита. Когда раствор разбавлен, это уменьшит мощность батареи и приведет к снижению производительности. Если добавлено слишком много воды, может потребоваться слить часть электролитов. Это может быть опасным процессом, поэтому вам следует обратиться к профессионалу.

Когда нужно доливать воду в аккумулятор?

Как часто нужно доливать воду в аккумулятор, зависит от того, как часто он используется и заряжается. Общее правило – добавлять воду после пяти-десяти циклов зарядки. Невозможно предсказать точный момент, когда вам нужно будет добавить воду, потому что это зависит не только от циклов зарядки, но также от размера, состояния и возраста батареи.

Лучший способ узнать, когда нужно доливать воду, — это проверить уровень воды в аккумуляторе. Ниже мы объясним, как это сделать.

Проверка уровня воды

Чтобы проверить уровень воды, снимите вентиляционную крышку или крышку ячейки на каждом элементе аккумулятора. Если защитные брызговики покрыты раствором электролита, доливать воду не нужно.

Вам потребуется добавить воду, если какие-либо брызговики открыты или уровень электролита ниже брызговика. В этом видео показано, как проверить и правильно заполнить аккумулятор водой.

Как долить воду в аккумулятор?

Сначала полностью зарядите аккумулятор, а затем дайте ему остыть. Когда он остынет, откройте крышки на каждом элементе батареи. Простой способ добавить дистиллированную воду в аккумулятор — использовать пасту для индейки. Это гарантирует, что вода будет поступать только туда, куда нужно.

Используйте пастер для индейки, чтобы всосать немного дистиллированной или деионизированной воды. Выдавите достаточное количество воды в каждую ячейку батареи, чтобы металлическая пластина была покрыта. Замените колпачки.

Помните о безопасности

При добавлении воды в аккумулятор необходимо защитить себя от химических веществ, содержащихся в аккумуляторе. При попадании на кожу они могут вызвать болезненные ожоги кожи. Для предотвращения травм необходимо носить средства индивидуальной защиты.

Вам следует носить защитные перчатки, защитные очки или лицевой щиток, а также фартук для защиты одежды. Если вы работаете в помещении, вам также необходимо обеспечить достаточную вентиляцию помещения.

Можно ли использовать воду для пополнения батареи?

Для заправки свинцово-кислотного аккумулятора нельзя использовать любую воду. Для заправки следует использовать только деионизированную или дистиллированную воду. Вы также должны убедиться, что уровень pH воды находится между пятью и семью. Вода также должна быть в пределах рекомендуемых уровней примесей для батареи.

Причина, по которой вы должны использовать только вышеупомянутую воду, заключается в том, что водопроводная вода не обязательно очищена и может содержать дополнительные минералы. Если вы используете водопроводную воду, вы рискуете нарушить химический баланс в аккумуляторе, потому что химические вещества в аккумуляторе будут преобразованы в неперезаряжаемые ионы, когда они вступят в реакцию с минералами в воде.

Что произойдет, если не добавлять воду?

Если вы не добавите воду в аккумулятор, у вас снизится мощность аккумулятора, что повлияет на его производительность. Ваша батарея не будет заряжаться полностью, и это также уменьшит срок службы батареи, а это означает, что вам придется рано или поздно заменить потенциально дорогостоящую батарею.

Заключение

Лучше всего заряжать аккумулятор после полной зарядки и когда он остынет, чтобы точно измерить уровень воды в аккумуляторе. Для свинцово-кислотных аккумуляторов добавление воды является частью обслуживания аккумулятора. Обеспечение достаточного количества воды в аккумуляторе продлит срок его службы и обеспечит максимальную производительность автомобильного аккумулятора.

При повторном наполнении водой необходимо следить за тем, чтобы вода заполнялась только до нужного уровня. Если в аккумуляторе слишком много воды, вы рискуете, что раствор электролита в аккумуляторе закипит и нанесет ущерб вашему автомобилю.

Мы надеемся, что ответили на все ваши вопросы о добавлении воды в аккумулятор вашего автомобиля, вилочного погрузчика или тележки для гольфа. Если у вас есть другие вопросы по теме, вы можете написать их в разделе комментариев.

Как работает контроллер заряда от солнечной батареи?

Примечание. Хотя принципы практически одинаковы независимо от источника энергии (солнечные панели, ветер, гидроэнергия, топливо, генератор и т. д.), мы будем говорить здесь с точки зрения солнечных электрических систем и будем использовать термины «контроллер заряда» и «контроллер солнечного заряда» взаимозаменяемы. Точно так же наш термин «батарея» представляет собой либо одну батарею, либо группу батарей.

Что такое солнечный контроллер заряда?

Неотъемлемая часть почти всех аккумуляторных систем возобновляемой энергии, контроллеры заряда служат в качестве регулятора тока и/или напряжения для защиты аккумуляторов от перезарядки. Их цель состоит в том, чтобы обеспечить правильное питание и безопасность ваших батарей глубокого цикла в течение длительного времени.

Солнечные контроллеры заряда необходимы для безопасной и эффективной зарядки солнечных батарей. Думайте о контроллере заряда как о строгом регуляторе между вашими солнечными панелями и солнечной батареей. Без контроллера заряда солнечные панели могут продолжать подавать питание на аккумулятор после полного заряда, что приводит к повреждению аккумулятора и возникновению потенциально опасной ситуации.

Вот почему контроллер заряда так важен: большинство 12-вольтовых солнечных панелей выдают от 16 до 20 вольт, поэтому аккумуляторы очень легко могут перезарядиться без какого-либо регулирования . Большинству 12-вольтовых солнечных батарей требуется 14-14,5 вольт для полной зарядки, поэтому вы можете видеть, как быстро может возникнуть проблема перезарядки.

Как работает контроллер заряда солнечной батареи?

Хотя вам не обязательно разбираться в технических тонкостях контроллера заряда, полезно знать основы — независимо от того, делаете ли вы солнечную установку своими руками или поручаете работу профессионалам.

Основные функции контроллера довольно просты. Контроллеры заряда блокируют обратный ток и предотвращают перезаряд батареи. Некоторые контроллеры также предотвращают переразряд батареи, защищают от электрической перегрузки и/или отображают состояние батареи и поток энергии. Ниже мы рассмотрим каждую функцию отдельно.

Современные солнечные контроллеры заряда работают, обнаруживая и контролируя уровень напряжения батареи и точно регулируя поток тока от панелей к батарее. Зарядку аккумулятора лучше всего выполнять в три этапа: максимизация тока для максимально быстрой зарядки аккумулятора примерно до 80 % (этап «массовой зарядки»), затем уменьшение тока по мере приближения аккумулятора к полному заряду («абсорбция»). этап) и, наконец, поддержание «плавающего» или «струйного» заряда, чтобы батарея была полностью заряжена и готова к использованию. Для получения дополнительной информации о трехэтапной зарядке солнечных батарей посмотрите первое видео из нашей серии видеороликов «Как правильно заряжать батарею глубокого цикла».

Типы контроллеров заряда от солнечных батарей

Когда вы начнете искать контроллеры заряда от солнечных батарей для продажи в Интернете, вы быстро поймете, что существует множество различных вариантов. Вы можете найти широкий спектр брендов, размеров, ценовых категорий и функций на выбор, что дает вам преимущество наличия отличных вариантов, но это также может быть ошеломляющим.

Как правило, тремя основными типами контроллеров заряда являются 1- или 2-ступенчатые солнечные контроллеры заряда, 3-ступенчатые и/или ШИМ-контроллеры солнечного заряда и отслеживание точки максимальной мощности (MPPT). Вы также найдете контроллеры заряда для электромобилей и тележек для гольфа. Наиболее часто используемые контроллеры заряда имеют зарядный ток от 4 до 60 ампер, но есть более новые контроллеры MPPT, которые могут достигать 80 ампер.

Простые 1- или 2-ступенчатые контроллеры

Эти контроллеры заряда используют шунтирующие транзисторы или реле для управления напряжением в одну или две ступени (отсюда и названия 1-ступенчатый или 2-ступенчатый контроллер). Это самые старые типы и чрезвычайно простые, а иногда и неэффективные компоненты. Однако их надежность и доступность по-прежнему привлекают некоторых людей.

3-ступенчатые и/или ШИМ-контроллеры

ШИМ-контроллеры заряда, производимые такими известными брендами, как Xantrex, Morningstar, Steca и Blue Sky, недороги и надежны. Их недостаток заключается в том, что их следует использовать только тогда, когда номинальное напряжение солнечных панелей соответствует напряжению батареи, и даже в этом случае они неэффективны в больших системах.

Контроллеры с отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT)

Контроллеры заряда MPPT — это самые высококачественные и продвинутые доступные варианты, но они имеют соответствующую высокую цену. Производимые такими брендами, как Victron Energy, OutBack Power, MidNite Solar и другими, контроллеры MPPT обеспечивают впечатляющий уровень эффективности 94-98%, обеспечивая примерно на 10-30% больше энергии для солнечной батареи, чем другие типы. Если ваша солнечная система не маленькая (размером с кабину или меньше) и напряжение ее батареи не превышает 24 В, контроллер MPPT обычно стоит дополнительных первоначальных инвестиций. Поскольку с годами более крупные и продвинутые системы и аккумуляторные батареи на 48 В становятся все более распространенными, контроллеры заряда MPPT являются новым стандартом.

Почему важно иметь контроллер заряда от солнечной батареи

Блокировка обратного тока

Солнечные панели работают, пропуская ток через аккумулятор в одном направлении. Ночью панели могут пропускать ток в обратном направлении, вызывая небольшую разрядку аккумулятора. Потенциальные потери незначительны, но их легко предотвратить. Некоторые типы ветряных и гидрогенераторов также потребляют обратный ток при остановке (большинство из них не потребляет, за исключением случаев неисправности).

В большинстве контроллеров ток заряда проходит через полупроводник (транзистор), который действует как клапан для управления током. Он называется «полупроводником», потому что пропускает ток только в одном направлении. Он предотвращает обратный ток без каких-либо дополнительных усилий или затрат.

В некоторых старых контроллерах электромагнитная катушка открывает и закрывает механический переключатель (называемый реле — вы можете услышать, как он включается и выключается). Реле отключается ночью, чтобы блокировать обратный ток. Эти контроллеры иногда называют контроллерами обхода вызовов.

Если вы используете массив солнечных панелей только для непрерывной подзарядки аккумулятора (очень маленький массив по сравнению с размером аккумулятора), то вам может не понадобиться контроллер заряда. Это редкое приложение. Примером может служить крошечный модуль обслуживания, который предотвращает разрядку аккумулятора в припаркованном автомобиле, но не выдерживает значительных нагрузок. В этом случае вы можете установить простой диод, чтобы заблокировать обратный ток. Диод, используемый для этой цели, называется «блокирующим диодом».

Предотвращение перезарядки

Когда аккумулятор полностью заряжен, он больше не может накапливать поступающую энергию. Если энергия продолжает подаваться с полной скоростью, напряжение батареи становится слишком высоким. Вода разделяется на водород и кислород и быстро выходит пузырями. (Похоже, что вода кипит, поэтому мы иногда ее так называем, хотя на самом деле она не горячая.) Существует чрезмерная потеря воды и вероятность того, что газы могут воспламениться и вызвать небольшой взрыв. Батарея также быстро разряжается и может перегреться. Чрезмерное напряжение также может вызвать нагрузку на ваши нагрузки (освещение, приборы и т. д.) или привести к отключению инвертора.

Предотвращение перезарядки — это просто вопрос уменьшения потока энергии к батарее, когда батарея достигает определенного напряжения. Когда напряжение падает из-за более низкой интенсивности солнца или увеличения потребления электроэнергии, контроллер снова разрешает максимально возможный заряд. Это называется «регулировка напряжения».

Это самая важная функция всех контроллеров заряда. Контроллер «смотрит» на напряжение и в ответ регулирует заряд аккумулятора. Некоторые контроллеры регулируют поток энергии к батарее, полностью включая или полностью отключая ток. Это называется «включение/выключение управления». Другие уменьшают ток постепенно. Это называется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Оба метода хорошо работают, если они правильно настроены для вашего типа батареи.

ШИМ-контроллеры заряда солнечных батарей удерживают напряжение более постоянным. Если ШИМ-контроллер имеет двухступенчатую регулировку, он сначала будет удерживать напряжение на безопасном максимуме, чтобы аккумулятор полностью зарядился. Затем он снизит напряжение, чтобы поддерживать «финишный» или «струйный» заряд. Двухступенчатое регулирование важно для системы, в которой может наблюдаться избыточная энергия в течение многих дней или недель (или малое использование энергии). Он поддерживает полный заряд, но сводит к минимуму потерю воды и стресс.

Напряжения, при которых контроллер изменяет скорость заряда, называются заданными значениями. При определении идеальных уставок существует некоторый компромисс между быстрой зарядкой до захода солнца и умеренным перезарядом батареи.

Определение заданных значений зависит от предполагаемых моделей использования, типа батареи и, в некоторой степени, от опыта и философии проектировщика системы или оператора. Некоторые контроллеры имеют регулируемые уставки, а другие нет.

Зависимость контрольных точек от температуры

Идеальные контрольные точки напряжения для контроля заряда зависят от температуры батареи. Некоторые контроллеры имеют функцию, называемую «температурная компенсация». Когда контроллер определяет низкую температуру батареи, он повышает заданные значения. В противном случае, когда батарея холодная, она слишком быстро уменьшит заряд. Если ваши аккумуляторы подвергаются перепадам температуры более чем на 30° F (17° C), необходима компенсация.

Некоторые контроллеры имеют встроенный датчик температуры. Такой контроллер должен быть установлен в месте, где температура близка к температуре батарей. Лучшие контроллеры имеют удаленный датчик температуры на небольшом кабеле. Зонд должен быть присоединен непосредственно к батарее, чтобы сообщать контроллеру о его температуре.

Альтернативой автоматической температурной компенсации является ручная регулировка заданных значений (если возможно) в зависимости от времени года. Достаточно делать это только два раза в год, весной и осенью.

Контрольные уставки в зависимости от типа батареи

Идеальные уставки для контроля заряда зависят от конструкции батареи. Вплоть до середины 2010-х годов в подавляющем большинстве систем возобновляемой энергетики использовались свинцово-кислотные батареи глубокого цикла затопленного или герметичного типа. Залитые батареи заполнены жидкостью. Это стандартные, экономичные батареи глубокого цикла.

В герметичных батареях между пластинами используются насыщенные прокладки. Их также называют «клапанно-регулируемыми», «абсорбирующими стекломатами» или просто «необслуживаемыми». Их нужно отрегулировать до немного более низкого напряжения, чем залитые батареи, иначе они высохнут и испортятся. Некоторые контроллеры имеют средства для выбора типа батареи. Никогда не используйте контроллер, который не предназначен для вашего типа батареи.

Типовые уставки для 12-вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов при 77° F (25° C)

(Обычные, представлены здесь только для примера.)

Верхний предел (залитый аккумулятор): 14,4 В
Верхний предел (герметичный аккумулятор): 14,0 В
Возобновление полной зарядки: 13,0 В

Отключение при низком напряжении: 10,8 В
Повторное подключение: 12,5 В

Температурная компенсация для батареи 12 В:

-0,03 В на °C отклонение от стандарта 25°C

Что такое отключение при низком напряжении (LVD)?

Свинцово-кислотные батареи глубокого разряда, используемые в системах возобновляемой энергии, рассчитаны на разряд только примерно на 50-80%. Если они разряжаются на 100%, то сразу выходят из строя. Представьте себе кастрюлю с кипящей водой на кухонной плите. В тот момент, когда он высохнет, кастрюля перегревается. Если вы подождете, пока пар прекратится, будет уже слишком поздно!

Точно так же, если вы подождете, пока свет не станет тусклым, некоторое повреждение батареи уже произошло. Каждый раз, когда это происходит, емкость и срок службы батареи будут уменьшаться на небольшую величину. Если аккумулятор находится в таком переразряженном состоянии в течение нескольких дней или недель, он может быстро выйти из строя.

Единственный способ предотвратить чрезмерную разрядку, когда ничего не помогает, — отключить нагрузки (приборы, освещение и т. д.), а затем снова подключить их, только когда напряжение восстановится из-за существенной зарядки. Когда приближается переразряд, 12-вольтовая батарея падает ниже 11 вольт (24-вольтовая батарея падает ниже 22 вольт).

Цепь отключения при низком напряжении отключит нагрузку в этой заданной точке. Он снова подключит нагрузки только тогда, когда напряжение батареи существенно восстановится из-за накопления некоторого заряда. Типичная точка сброса LVD составляет 13 вольт (26 вольт в системе 24 В).

Все современные инверторы имеют встроенный LVD, даже дешевые карманные. Инвертор выключится, чтобы защитить себя и ваши нагрузки, а также вашу батарею. Обычно инвертор подключается непосредственно к батареям, а не через контроллер заряда, потому что потребляемый им ток может быть очень высоким, и потому что он не требует внешнего LVD.

Если у вас есть нагрузки постоянного тока, у вас должен быть LVD. Некоторые контроллеры заряда имеют встроенный контроллер. Вы также можете приобрести отдельное устройство LVD. В некоторых системах LVD есть «выключатель милосердия», который позволяет вам потреблять минимальное количество энергии, по крайней мере, достаточное для поиска свечей и спичек! Холодильники постоянного тока имеют встроенный LVD.

Если вы покупаете контроллер заряда со встроенным LVD, убедитесь, что его мощности достаточно для работы с нагрузками постоянного тока. Например, предположим, что вам нужен контроллер заряда, чтобы выдерживать ток заряда менее 10 ампер, но у вас есть напорный водяной насос постоянного тока, который потребляет 20 ампер (на короткое время) плюс осветительная нагрузка постоянного тока 6 ампер. Подойдет контроллер заряда с LVD на 30 ампер. Не покупайте контроллер заряда на 10 ампер, который имеет только 10 или 15 амперную нагрузку!

Будьте спокойны с защитой от перегрузки

Цепь перегружена, когда ток, протекающий в ней, выше, чем он может безопасно выдержать. Это может привести к перегреву и даже стать причиной возгорания. Перегрузка может быть вызвана неисправностью (короткое замыкание) в проводке или неисправным устройством (например, насосом для замерзшей воды). Некоторые контроллеры заряда имеют встроенную защиту от перегрузки, обычно с кнопочным сбросом.

Встроенная защита от перегрузки может быть полезна, но в большинстве систем требуется дополнительная защита в виде предохранителей или автоматических выключателей. Если у вас есть цепь с размером провода, для которого безопасная пропускная способность (точность) меньше, чем предел перегрузки контроллера, вы должны защитить эту цепь с помощью предохранителя или прерывателя с соответствующим меньшим номинальным током. В любом случае следуйте требованиям производителя и Национальным электротехническим нормам и правилам в отношении любых требований к внешним предохранителям или автоматическим выключателям.

Почему важны дисплеи и счетчики

Контроллеры заряда имеют множество возможных дисплеев, от одного красного индикатора до цифровых дисплеев напряжения и тока. Эти показатели важны и полезны. Представьте, что вы едете по стране без приборной панели в машине! Система отображения может отображать поток энергии в систему и из системы, приблизительный уровень заряда вашей батареи и когда достигаются различные пределы.

Однако, если вам нужен полный и точный мониторинг, потратьте около 200 долларов на отдельное цифровое устройство, включающее счетчик ампер-часов. Он действует как электронный бухгалтер, чтобы отслеживать энергию, доступную в вашей батарее. Если у вас есть отдельный системный монитор, то наличие цифровых дисплеев в самом контроллере заряда не принципиально. Даже самая дешевая система должна включать вольтметр в качестве минимального индикатора функционирования и состояния системы.

Имейте все это с панелью питания

Если вы устанавливаете систему для питания современного дома, вам потребуются защитное отключение и межсоединения для работы с высоким током. Электрооборудование может быть громоздким, дорогим и трудоемким в установке. Чтобы сделать вещи экономичными и компактными, приобретите готовый силовой щит. Он может включать в себя контроллер заряда с LVD, инвертор и цифровой мониторинг в качестве опций. Это облегчает электрику подключение основных компонентов системы и соблюдение требований безопасности Национального электротехнического кодекса или местных органов власти.

Контроллеры заряда для ветровых и гидроэлектростанций

Контроллер заряда для ветро- или гидроэлектростанции должен защищать аккумуляторы от перезарядки, как и контроллер фотоэлектрических систем. Тем не менее, генератор должен постоянно находиться под нагрузкой, чтобы предотвратить превышение скорости вращения турбины. Вместо отключения генератора от батареи (как у большинства фотоэлектрических контроллеров) он отводит избыточную энергию на специальную нагрузку, которая поглощает большую часть мощности от генератора. Такой нагрузкой обычно является нагревательный элемент, который «сжигает» избыточную энергию в виде тепла. Если вы можете использовать тепло с пользой, прекрасно!

Всегда ли требуется контроллер заряда от солнечной батареи?

В большинстве систем возобновляемой энергии на основе аккумуляторов да. Однако в контроллере заряда может не быть необходимости, если вы используете небольшую панель для технического обслуживания/подзарядки (например, панели мощностью 1–5 Вт). Общепризнано, что контроллеры заряда не являются обязательным компонентом, если ваша панель выдает не более 2 Вт на каждые 50 Ач (ампер-часов).

Работает ли мой солнечный контроллер заряда?

Как узнать, что контроллер неисправен? Следите за своим вольтметром, когда батареи достигают полного заряда. Достигает ли напряжение (но не превышает ли) соответствующие заданные значения для вашего типа батареи? Пользуйтесь ушами и глазами — батарейки сильно булькают? На верхней части батареи скапливается много влаги? Это признаки возможного перезаряда. Получаете ли вы ожидаемую емкость от своего аккумулятора? В противном случае может быть проблема с вашим контроллером, и это может привести к повреждению ваших батарей.

Заключение

Хороший контроллер заряда стоит недорого по отношению к общей стоимости системы питания. И это не очень загадочно. Контроль заряда батареи настолько важен, что большинство производителей высококачественных батарей (с гарантией на пять лет и более) указывают требования к регулированию напряжения, отключению при низком напряжении и температурной компенсации. Когда эти ограничения не соблюдаются, аккумуляторы обычно выходят из строя менее чем через одну четверть их нормального ожидаемого срока службы, независимо от их качества или стоимости.

Покупайте лучшие контроллеры заряда от солнечных батарей по самым низким ценам

Ваши уникальные потребности, бюджет и настройка могут помочь вам определить лучшие варианты контроллеров заряда для вашей системы — и что бы вы ни выбрали, вы можете рассчитывать на то, что найдете его по лучшей цене от альтЭ.