Batterier. Bernt Handegaard

Transkript

1 Bernt Handegaard

2 Det 20. Århundrets tekniske revolusjon Fremdeles benyttes den gamle oppfinnelsen; blyakkumulator (1859 Planté ) i forbausende stor grad. Utviklingen av batterier fra 1800-tallet frem til 1980 årene var mye kosmetikk Deretter har det kommet en god del nytt og i dag forskes det intensivt. Planté

3 Viktige begreper Frittventilerte- / åpne batterier: Tradisjonelle batterier med flytende elektrolytt. Ventilregulerte batterier: Gel: AGM: Batterier med elektrolytt bundet i gele Batterier hvor elektrolytten ligger i separatoren mellom + og - platene

4 Aktuelle batterityper ( bly-syre ) PLANTÉ-batterier Tykke lamelloppbygde plater av rent bly. Stor overflate gir gode høybelastningsegeskaper Levetid: 25 år

5 Aktuelle batterityper ( bly-syre ) RØRPLATE-batterier Rørmatte m/ aktivt materiale og vertikale strømavledere Legering Sb for åpne og Ca i gel. Åpne har gode cyklingsegenskaper Levetid: 15 år

6 Aktuelle batterityper ( bly-syre ) STAVPLATÉ-batterier Kraftige vertikale strømavledere, kone horisontale lameller og tettsittende konvoluttseparator Legering: Sb (Antimon). Gode cyklingsegenskaper Gode høybelastningsegenskaper Levetid: år

7 Aktuelle batterityper ( bly-syre ) GITTERPLATE-batteri Åpne- hovedsakelig bilstart VR- alle AGM-typer Meget gode høybelastningsegenskaper AGM-legering: Rent bly /Sn /Ca Levetid: 3-15 år Brukes også som negativ plate i alle aktuelle batterityper

8 Støpte blygitter har en grov struktur Korrosjon i gitterets kornstruktur medfører: Gitterkorrosjon Positiv plate i Pb-Ca-Sn. ( VRLA ) Gitteret vokser / utvides Reduksjon i strømledningsevne Tapt kontakt mellom gitter og aktivt materiale.

9 ( bly - syre ) Positiv plate i Pure Lead ( VRLA ) Valsede blyplater, med påfølgende utstansing av gitteret, gir finere struktur som gjør gitteret langt mer motstandsdyktig mot korrosjon: Pure Lead gitter med samme designlife kan være langt tynnere enn legeringer av Pb-Ca ( bly calsium ) Tåler også sterkere syre 1,30 kg/dm³, som gir høyere energitetthet i batteriet.

10 Aktuelle batterityper (NiCd) Lommeplater Fleksibel konstruksjon L M - H. Mekanisk / Elektrisk robust. Meget gode cyklingsegenskaper. Gode belastningsegenskaper. Lang levetid. Typisk år. Høy pris i forhold til blybatterier. Krevende laderegime / Overkapasitet

11 Aktuelle batterityper (NiCd) Sinterplater Styrke: Som for lommeplaten + God lademottagelighet Redusert vedlikehold. Meget gode høybelastningsegenskaper Meget kompakt design Ikke for lange utladetider Høy pris i forhold til blybatterier

12 BATTERIVALG Hvilke type bør vi velge?

13 HVA SKAL BATTERIET BRUKES TIL? Lastprofil? Ønsket levetid? Tilgjengelig plass? Temperatur? Ladeforhold?

14 YTELSE / UTLADETID - Lastprofil I tillegg til lasten er det flere mulige krav. Ønske om reservekapasitet Temperatur Alderskompensering (Tiden reduseres ofte når prisen blir kjent)

15 BEREGNINGSKRITERIER Last kva, kw, Ah Tid timer, min, sek. Cosφ 0,8-0,9-1,0(lastavhengig) Virkningsgrad η Avhengig av UPS / %last U max - U min Batteriets arbeidsområde Temperatur Omgivelsestemperatur Aldring For VR-batt Last / 0,8 Reservekapasitet Kundebestemt

16 Kriterier: Last / tid 200 kva 20 min Cosφ= 0,8 virkningsgrad η= 96% antall celler: Umin= 1.67 V/c (441 V) EKSEMPEL VA * 0,8 = W 0,94 CONSTANT POWER (WATTS/CELL) AT 20 C TO 1.67 V/ CELL Standby Time (Minutes) Type ant. c W/c 644,7 616, ,4 12V30F 278,0 171,0 128,0 104,0 12V38F 304,0 196,0 149,0 121,0 12V62F 461,0 327,0 257,0 214,0 12V92F 585,0 420,0 331,0 276,0 12V100FC 431,0 431,0 364,0 321,0 12V101F 504,0 365,0 296,0 258,0 Resultat: 300 celler = 50 stk 12V190F 12V125F 629,5 488,7 405,5 346,9 12V155FS 737,0 542,0 452,0 392,0 12V170FS 623,0 623,0 564,0 509,0 12V190F 771,0 771,0 660,0 588,0

17 LAST PROFIL ( typisk ) Telecom, 24 V / 48 V, 2-24 timer Telecom, mobilnett 48 V, 0,5-10 timer Stasjonsbatteri, 110 V / 220 V, 10 timer UPS 110 V V, 1 minutt - 4 timer Motorstart, 12 V / 110 V, 30 sekunder

18 KAPASITETSBEHOV KAPASITET TILPASSET BRUKERENS BEHOV. DÅRLIG KAPASITET GIR MISFORNØYD BRUKER

19 VELLYKKET VALG RIKTIG KAPASITET ALLTID EN SUKSESS

20 FOR STOR KAPASITET UNØDVENDIG! GIR EKSTRA KOSTNADER FOR BRUKER

21 TA HØYDE FOR FREMTIDIG KAPASITETSBEHOV Batterier

22 TYPISKE LEVETIDER Avhengig av type: JIS Ventilregulert AGM Ventilregulert GEL, rørplater Frittventilerte / åpne Nikkel Cadmium Kommentar: For blybatterier gir 2 V enkeltceller generelt lengst levetid. 3-5 år 5-15 år 8-15 år år år

23 EUROBAT European Guide to the Specification of Valve Regulated Lead Acid stationary Cells and Batteries. OBS! Gjelder kun ventilregulerte batterityper og er opprinnelig skrevet av - og for Telecom! Design Life: Estimert levetid ved laboratoriebetingelser.

24 LEVETID ( blybatterier ) Eurobat (Design life for VR batterier) 3-5 år Commercial 6-9 år General purpose år High performance 12 år og lenger Long life

25 PLASSERING AV BATTERIANLEGG Følgende utfordringer: Vektbegrensning Tilgjengelig areal / takhøyde Adkomst, inntransport, trapper, døråpninger etc. Kabelgater - Ventilasjonkanaler Servicevennlighet

26 Ikke all betong er god betong!

27 Typisk montasje

28

29 ADKOMST

30 SERVICEVENNLIGHET

31

32 STATIVLØSNING

33 Powersafe V Front-terminal (VR - AGM )

34 Stativ 3 trinn / 3. etg for frittventilerte bly-syre celler Varta bloc 1000 Ah

35 Liggende montasje av OPzV (Gel) 320 Ah

36 TEMPERATUR Omgivelsestemp. Ca. 20 C - Ok. Kaldere enn 20 C gir lavere kapasitet Varmere enn 20 C gir redusert levetid (Levetiden halveres for hver 10. grad økning)

37 LEVETID I FORHOLD TIL TEMPERATUR (blybatterier)

38 LADING Levetiden er svært avhengig av ladespenning Korrekt ladespenning og ladeprosedyre avhenger av batterikonstruksjon og bruksmåte. Den eneste regel som med sikkerhet gir BEST resultat: Følg leverandørens anbefalinger!

39 BATTERIMONTERING OBS! Du kan aldri skru av et batteri! Batterier er alltid live! Bruk erfarne batterimontører!

40 EKSEMPLER PÅ MANGELFULLT ETTERSYN OG KONTROLL

41 Her har det vært varmt! Tunell i Oslo

42 Installert og glemt!