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BÜCHER UND ARTIKEL
2.2.1. Batterien, dryfit-Technologie
Verzeichnis / Batterien und Akkus Die bequemsten und sichersten Säurebatterien sind absolut wartungsfreie, versiegelte VRLA-Batterien (Valve Regulated Lead Acid), die mit der „Dryfit“-Technologie hergestellt werden. Der Elektrolyt in diesen Batterien liegt in einem geleeartigen Zustand vor. Dies gewährleistet die Zuverlässigkeit der Batterien und die Sicherheit ihres Betriebs. Technische Eigenschaften der Akkus „DRYFIT“. Abhängig von der erwarteten Betriebsart werden zwei Batterietypen empfohlen: „dryfit“ A400 für den Puffermodus und A500 für den Puffer- + Zyklenmodus. Diese Batterien werden von der deutschen Firma Sonnenschein, die zur CEAC-Gruppe europäischer Hersteller gehört, hergestellt und zeichnen sich durch folgende Vorteile aus: absolut wartungsfrei während der gesamten Lebensdauer; lange Lebensdauer (mit Restkapazitätserhalt von 80 %); Eurobat-Klassifizierung – hohe Leistung (High Performance); „dryfit“-Technologie: Der Elektrolyt wird in einem geleeartigen Zustand fixiert; Streuteller in Blockbauweise; sehr geringe Ausgasung aufgrund des internen Rekombinationssystems; die Fähigkeit, die Kapazität schnell wiederherzustellen; „dryfit“-Batterien sind kein Gefahrgut für den Luft-, Straßen- und Schienentransport (gemäß IATA); Sehr geringe Selbstentladung: Auch nach 2 Jahren Lagerung (bei 20°C) ist vor der Inbetriebnahme kein Aufladen erforderlich; Aufladen ist erlaubt; tiefentladungsbeständig nach DIN 43539 Teil 5; Kapazitätsbereich: von 5,5 bis 180 Ah für A 400 und von 2,0 bis 115 Ah für A500; Batterien werden von Sonnenschein zum Recycling angenommen, da sie viele wertvolle Materialien enthalten; sind von der Deutschen Bundespost zertifiziert, TL 6140-3003; entsprechen der VDE 0108 Teil 1 für Notstromversorgung. Die A500-Batterien sind vielseitiger und haben ein einheitliches Design und sind für den gemischten Modus – „Puffer + Zyklus“ – ausgelegt. Sie haben die Selbstentladungseigenschaften erheblich verbessert, indem sie das Design der Dosen und die Zusammensetzung des Elektrolyten geändert haben. Sie entsprechen den folgenden Normen: DIN, BS, IES und sind außerdem vom VdS anerkannt. Das Batteriesymbol „dryfit“ enthält: den ersten Buchstaben und drei darauf folgende Zahlen – den Batterietyp; nachfolgende Zahlen - Nennkapazität, Ah; die letzten Buchstaben - die Art des Batterieausgangs (nach DIN 72311 werden die Grenzentladeströme nur bei Verwendung eines Standardkontakts erreicht). Batterieladetechnik „DRYFIT“ Der Akku wird geladen, wenn an ihn eine Spannung angelegt wird, die seine Betriebsspannung übersteigt. Der Batterieladestrom ist proportional zur Differenz zwischen der angelegten Spannung und der Leerlaufspannung. Die Batteriespannung steigt beim Laden an, bis die Elektrolyse beginnt. Gleichzeitig nimmt die Ladeeffizienz ab und die Spannung an den Batteriepolen steigt mit abnehmender Laderate. Die Laderate einer Batterie kann anhand der Kapazität definiert werden. Wird die Batteriekapazität C in der Zeit t geladen, so wird die Laderate durch das Verhältnis C/t bestimmt. Eine Batterie mit einer Kapazität von 100 Ah ist bei einer Entladung mit einer Rate von C / 5 in 5 Stunden vollständig entladen, während der Entladestrom 100/5 oder 20 A beträgt. Wenn die Batterie mit einer Rate von geladen wird C / 10, dann beträgt sein Ladestrom 100/10 oder 10 A. Die Laderate kann in Zykluszeiten abgeschätzt werden. Wenn der Akku also in 5 Stunden aufgeladen ist, spricht man von einem Zyklus von 5 Stunden. Nachdem der Akku vollständig geladen ist, führt eine weitere Fortsetzung des Ladevorgangs zur Freisetzung von Gasen (Überladung tritt auf). Bei klassischen Batterien wird beim Aufladen Wasser entzogen und der Elektrolyt unter Freisetzung von Gasen versprüht. Ein Teil des Elektrolyten wird durch die Belüftungslöcher versprüht, d.h. ist verloren. Wenn dem Elektrolyten Wasser zugesetzt wird, nimmt seine Konzentration ab und die Leistung der Batterie lässt nach. Bei Batterien, die mit der „Dryfit“-Technologie hergestellt werden, erfolgen die Reaktionen der Elektroden unter Beteiligung des Elektrolyten. Die Zusammensetzung des Elektrolyten ändert sich beim Laden oder Entladen nicht. Daher ist der Elektrolyt so ausgelegt, dass die Sauerstoffbildung beim Ladevorgang durch andere chemische Reaktionen kompensiert wird, die Gleichgewichtsbedingungen aufrechterhalten, unter denen die Batterie über einen langen Zeitraum ohne Wasserverlust geladen werden kann. Dies ist für versiegelte Batterien unerlässlich. Die Ladespannung von A400-Akkus für den Erhaltungslademodus muss zwischen 2,3 V und 2,23 V/Zelle liegen. Beim Laden von 12-V-Batterien, bestehend aus 6 Zellen (Dosen), wird dieser Wert mit 6 multipliziert, d. h. Die Ladespannung für eine 12-V-Batterie sollte im Bereich von 13,8 V bis 13,38 V liegen. Bei 6-Volt-Batterien beträgt die Zellenzahl 3, bei 4-x - 2 und bei 2-Volt-Batterien - 1. Bei Temperaturänderungen muss die Ladespannung angepasst werden. In diesem Fall kann die Ladespannung zwischen 2,15 V/Zelle und 2,55 V/Zelle variieren, wenn sich die Temperatur von -30 °C auf +50 °C ändert. Im Puffermodus sollte die Ladespannung bei 20 °C im Bereich von 2,3–2,35 V/Zelle liegen. Die Spannungsschwankung sollte 30 mV/Zelle nicht überschreiten. Wenn die Ladespannung größer als 2,4 V ist, sollte der Ladestrom für zwei Modi auf 0,5 A pro Ah begrenzt werden. Der Ausgleichszuschlag ist für Takt- und Pufferbetrieb möglich. Bei A400-Akkus beträgt die maximale Ladespannung 2,3 V/Zelle und bei A500 2,4 V/Zelle. Für A500-Batterien sind zwei Modi möglich: Puffer und zyklisch. Im zyklischen Lademodus sollte die Ladespannung höher sein als im Puffermodus, um die Zeit zwischen den Ladezyklen zu verlängern. Batterieentladetechnik „DRYFIT“ Mit der „Dryfit“-Technologie hergestellte Batterien reagieren nicht sehr empfindlich auf Entladungsbedingungen. Darüber hinaus ist die Kapazität auch unempfindlich gegenüber Entladungen mit Raten unter C/10. Bei intensiveren Entladungen nimmt die Kapazität mit zunehmender Entladerate ab, jedoch nicht so „dramatisch“ wie bei Batterien nach herkömmlicher Technologie. Daher reicht es aus, wenn der Hersteller eine relativ begrenzte Anzahl typischer Entladungskurven angibt. Bei der angegebenen Batteriekapazität wird die Entladerate niedrig gewählt (z. B. C/10), um die Kapazität der Zelle zu maximieren. Bei einer hohen Entladungsrate ist die Entladung tatsächlich begrenzt, da aufgrund des vorhandenen Innenwiderstands der Batterie die Spannung unter die Abschaltspannung absinkt (die Abschaltspannung ist die Mindestspannung, bei der die Batterie liefern kann). Nutzenergie unter bestimmten Bedingungen). Dies geschieht vor dem Beginn der „Verarmung“ der elektrochemischen Energie. Durch die Reduzierung des Entladestroms verringert sich jedoch der Spannungsabfall IxR innerhalb der Zelle, während die Zellspannung im Vergleich zur Abschaltspannung ansteigt und die Entladung fortgesetzt wird. Bei einer offenen Batterie ist die Leistungsabgabe Null, da der Strom Null ist. Wird die Batterie kurzgeschlossen, ist die Leistungsabgabe wieder Null, da die Spannung nahe Null liegt, obwohl der Strom sehr groß sein kann. Die durchschnittliche Spannung hängt vom entnommenen Strom ab, es besteht jedoch kein linearer Zusammenhang zwischen diesen Werten. Die maximale Ausgangsleistung entsteht, wenn der Lastwiderstand gleich dem Innenwiderstand der Batterie ist. Bleibatterien verfügen über eine einzigartige Eigenschaft – die Fähigkeit, bei Überspannungen Wasserstoff und Sauerstoff freizusetzen, wenn sich die Spannung der Bleibatterie dem für eine Vollladung charakteristischen Wert nähert, während ein erheblicher Spannungsanstieg für den Durchgang des Ladestroms durch den Elektrolyten erforderlich ist . Wenn die Spannung, die den Ladestrom zum Fließen bringt, fest und hoch genug ist, um die Elektroden aufzuladen, aber nicht so hoch, dass es zu einer Ausgasung kommt, steigt die Zellenspannung an, bis sie der Spannung der Ladequelle entspricht. Bei Batterien mit „Dryfit“-Technologie ist jede Zelle mit einem Ventil verschlossen, das das Eindringen von Sauerstoff von außen verhindert. Bei innerem Überdruck öffnet sich das Ventil, um die Dose anschließend wieder zu verschließen. Batterien sollten nicht in geschlossenen Räumen aufbewahrt werden. Der Einbau in jeder beliebigen Lage ist zulässig. Bei der dauerhaften Installation von „dryfit“-Batterien in Räumen, Schränken und Behältern sind die Vorschriften der VDE 0510 zu beachten, darauf zu achten, dass die Ventile oben liegen und durch nichts blockiert werden. Die maximale Kapazität von Akkus wird bei normaler Temperatur (20 °C), geringen Entladeraten und niedrigen Abschaltspannungen erreicht. Die Beweglichkeit der Ionen und ihre Wechselwirkungsrate mit den Elektroden nehmen mit sinkender Temperatur ab, und die meisten Batterien mit wasserbasierten Elektrolyten reduzieren die Energieabgabe im Vergleich zu dem, was sie bei normaler Temperatur liefern können. Wenn der Elektrolyt gefriert, kann die Ionenmobilität soweit sinken, dass die Batterie nicht mehr funktioniert. Bei einem Temperaturabfall sollten Geräte nicht für den Betrieb bei niedrigen Betriebsspannungen ausgelegt sein. Wenn der Akku bei niedrigen Temperaturen entladen wird, erhöht sich sein Innenwiderstand, was zur Freisetzung zusätzlicher Wärme führt, die den Rückgang der Umgebungstemperatur teilweise ausgleicht. Daher wird die Batterieleistung durch ihr Design und die Entladebedingungen bestimmt. Der Innenwiderstand ist Teil eines vollständigen Stromkreises. Da der Laststrom auch durch die Batterie fließt, ist die Spannung an den Batterieklemmen tatsächlich die vom Elektronensystem der Batterie erzeugte Spannung abzüglich des Spannungsabfalls, der durch den durch sie fließenden Strom verursacht wird. Der größte Teil des Innenwiderstands der Zelle wird durch die aktiven Materialien der Elektroden und des Elektrolyten erzeugt, die sich mit der Alterung des Elektrolyten und dem Ladezustand ändern. Der Innenwiderstand der Batterie kann den erforderlichen Strom begrenzen, der der Last zugeführt wird. Um den Innenwiderstand einer Zelle oder Batterie zu bestimmen, können Sie die Methode verwenden, die darin besteht, ihre Eigenschaften an Wechselstrom (Frequenz 1 kHz und höher) zu messen. Da viele Reaktionen an den Elektroden reversibel sind, kann man davon ausgehen, dass bei der Messung mit Wechselstrom keine chemischen Reaktionen auftreten und die Impedanz dem Innenwiderstand entspricht. AC-Messungen können mit DC-Messungen kombiniert werden. Das Ende der Lebensdauer eines Akkus gilt dann als erreicht, wenn seine Kapazität auf 80 % der angegebenen ursprünglichen Kapazität absinkt. In diesem Fall entsprechen 30 % DOD der maximalen Zyklenlebensdauer der Batterie. Nach zwei Jahren Lagerung behält der Akku also noch 50 % seiner Kapazität. Nach dem Aufladen stellen die Akkus der A400- und A500-Serie ihre 100-prozentige Kapazität wieder her. Aufgrund von Änderungen im Design der Dosen und der Zusammensetzung des Elektrolyten weisen sie deutlich verbesserte Parameter auf (im Vergleich zu den vorherigen Batterietypen A200 und A300). Lebensdauer von dryfit-Batterien: A 400 8...10 Jahre A 500 5...6 Jahre A400- und A500-Batterien sind tiefentladungsbeständig nach DIN 43539. Es wird nicht empfohlen, einen tieferen oder sanften Entlademodus zu verwenden. die die zyklische Lebensdauer der Batterie verkürzen. Zurück (Versiegelte Batterien) Vorwärts (Versiegelte Nickel-Cadmium-Batterien)
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