ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ

Προστασία Συσσωρευτών Ναυτιλίας Αναψυχής

balancer

Πως να προστατεύσετε τους συσσωρευτές σας και παράλληλα να εξασφαλίσετε την υψηλότερη απόδοση και μακροβιότερη λειτουργία τους.

Ένα κοινό πρόβλημα που παρουσιάζεται σε συστοιχίες ακόμα και δυο μόνο παράλληλων γραμμών, πολύ δε περισσότερο σε πάνω από τρεις παράλληλες γραμμές, είναι η απρόοπτη καταστροφή όλης της συστοιχίας.
Είναι πολύ συχνότερο φαινόμενο από ότι μπορείτε να φανταστείτε.
Και όταν λέω απρόοπτη εννοώ ότι οι συσσωρευτές μπορεί να είναι καινούργιοι, να είναι καλής ποιότητας και να μην υπάρχει βλάβη του συστήματος φόρτισης. Δυστυχώς η εκδήλωση της καταστροφής των συσσωρευτών μπορεί να εκδηλωθεί κάποιες φορές όχι με μια απλή δυσλειτουργία του συστήματος αλλά ακόμα και με έκρηξη κάποιων από αυτών.



Ως αποτέλεσμα έχουμε πρόωρη απαξίωση αναλωσίμων, σοβαρά έως πολύ σοβαρά προβλήματα λόγω off σοβαρής λειτουργικής μονάδας και επίσης ακριβή κινητοποίηση ανθρώπινων πόρων για την απαλοιφή της βλάβης.

Τι φταίει; Πως προλαμβάνουμε;

Έχει σημασία πώς συνδέεται μια συστοιχία μπαταριών στο σύστημα. Κατά την καλωδίωση μιας συστοιχίας μπαταριών, είναι εύκολο να γίνει λάθος. Ένα από τα πιο συνηθισμένα λάθη είναι να παραλληλιστούν όλες οι μπαταρίες και στη συνέχεια να συνδεθούν από τη μία πλευρά των παραλληλισμένων μπαταριών με την ηλεκτρική εγκατάσταση. Όπως υποδεικνύεται στην παρακάτω εικόνα.

 

Τι συμβαίνει όταν είναι συνδεδεμένο ένα φορτίο; Η ισχύς που προέρχεται από την κάτω μπαταρία θα διανύσει μόνο τα κύρια καλώδια σύνδεσης. Η ισχύς από την επόμενη μπαταρία πρέπει να διασχίσει την κύρια σύνδεση και επίσης μέσω των 2 διασυνδεόμενων αγωγών στην επόμενη μπαταρία. Η επόμενη μπαταρία πρέπει να περάσει από 4 σετ διασυνδεδεμένων καλωδίων. Η μπαταρία στην κορυφή πρέπει να περάσει από 6 σετ διασυνδεδεμένων καλωδίων. Κάθε σετ καλωδίων έχει την δική του αντίσταση και είναι προστίθεται. Η κορυφαία μπαταρία παρέχει πολύ λιγότερο ρεύμα από την κάτω μπαταρία.

Τι θα συμβεί τώρα όταν η συστοιχία φορτίζεται; Η κάτω μπαταρία φορτίζεται με υψηλότερο ρεύμα από την κορυφαία μπαταρία. Η επάνω μπαταρία φορτίζεται με χαμηλότερη τάση από την κάτω μπαταρία. Το αποτέλεσμα είναι ότι η κάτω μπαταρία δουλεύει πιο σκληρά, αποφορτίζεται πιο σκληρά, φορτίζεται πιο σκληρά. Η κάτω μπαταρία θα αποτύχει πρόωρα

ΚΑΛΩΔΙΩΣΗ

Είναι απαραίτητη η χρήση ίδιας διατομής και ίδιου μήκους αγωγών στις γεφυρώσεις έτσι ώστε η καλωδίωση να έχει παντού (αντίστοιχα) την ίδια ωμική αντίσταση.
Ένα παράδειγμα:

  • Αγωγός μήκους 50cm διατομής 35mm2 σε τάση 24volt με διαρρέων ρεύμα 30 Amp προκαλεί πτώση τάσης 0,1%
  • Αγωγός μήκους 150cm διατομής 35mm2 σε τάση 24volt με διαρρέων ρεύμα 30 Amp προκαλεί πτώση τάσης 0,2%

ΠΑΡΑΛΛΗΛΙΣΜΟΣ

Το ηλεκτρικό ρεύμα έχει την τάση να διέρχεται κατά προτεραιότητα από τον κλάδο με την μικρότερη ωμική αντίσταση. Αν αυτό δεν υπολογιστεί και διευθετηθεί κατάλληλα με την πρέπουσα συνδεσμολογία καταλήγουμε σε καταστροφή λόγω ανισόρροπης φόρτισης και εκφόρτισης των συσσωρευτών.

 

 

 

 

ΑΝΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΦΟΡΤΙΣΗΣ ΣΥΣΤΟΙΧΙΑΣ (BATTERY BANK BALANCING)

Όταν δημιουργείτε μια συστοιχία μπαταριών με υψηλότερη τάση, όπως 24 V ή 48 V, θα πρέπει να συνδέσετε εν σειρά έναν αριθμό 2 η 4 μπαταριών 12 V (σε περίπτωση που οι μπαταρίες είναι 6volt ο αριθμός θα είναι μεγαλύτερος). Υπάρχει όμως ένα πρόβλημα με τη σύνδεση μπαταριών σε σειρά, και αυτό είναι ότι οι μπαταρίες δεν είναι ηλεκτρικά πανομοιότυπες. Έχουν μικρές διαφορές στην εσωτερική τους αντίσταση. Έτσι, όταν φορτίζεται μια σειρά σειρών μπαταριών, αυτή η διαφορά στην αντίσταση θα προκαλέσει διακύμανση στις τάσεις των ακροδεκτών σε κάθε μπαταρία. Οι τάσεις τους γίνονται «μη ισορροπημένες». Αυτή η «ανισορροπία» θα αυξηθεί με την πάροδο του χρόνου και θα οδηγήσει σε μία από τις μπαταρίες να υπερφορτίζεται συνεχώς ενώ η άλλη μπαταρία να είναι συνεχώς υποφορτισμένη. Αυτό θα οδηγήσει σε πρόωρη αστοχία μίας (στην αρχή) από τις μπαταρίες στη σειρά. Μετά θα ακολουθήσουν και οι άλλες.

Για να ελέγξετε εάν υπάρχει ανισορροπία φόρτισης μπαταρίας στο σύστημά σας κάντε τα εξής:

  1. Φορτίστε την συστοιχία μπαταριών
  2. Μετρήστε προς το τέλος του πρώτου (bulk) σταδίου φόρτισης. Δηλαδή όταν ο φορτιστής φορτίζει με πλήρες ρεύμα
  3. Μετρήστε την μεμονωμένη τάση κάθε μιας μπαταρίας ξεχωριστά
  4. Συγκρίνετε τις τάσεις και δείτε την διαφορά τους
  5. Εάν υπάρχει αισθητή διαφορά μεταξύ αυτών των τάσεων, τότε η συστοιχία μπαταριών είναι μη ισορροπημένη (unbalanced)
  6. Εάν διαπιστωθεί ότι η συστοιχία είναι μη ισορροπημένη θα πρέπει να γνωρίζεται ότι κινδυνεύει να καταστραφεί

Για να αποφύγετε την αρχική ανισορροπία της συστοιχίας μπαταριών, βεβαιωθείτε ότι έχετε φορτίσει πλήρως κάθε μεμονωμένη μπαταρία πριν τη συνδέσετε σε σειρά (και / ή παράλληλα). Για να αποφύγετε την ανισορροπία στο μέλλον, καθώς οι μπαταρίες γερνούν, χρησιμοποιήστε το Battery Balancer.

Το Victron Battery Balancer (αντισταθμιστής μπαταρίας) συνδέεται σε ένα σύστημα όπως υποδεικνύεται στην παρακάτω εικόνα. Μετρά την τάση της συστοιχίας και επίσης τις μεμονωμένες τάσεις των μπαταριών. Ο αντισταθμιστής μπαταρίας ενεργοποιείται μόλις φορτιστεί η συστοιχία και η τάση φόρτισης έχει φτάσει τα 27,3 V. Εκείνη τη στιγμή, ο εξισορροπητής μπαταρίας θα αρχίσει να μετρά και να συγκρίνει τις τάσεις και των δύο μπαταριών. Μόλις εντοπίσει μια διαφορά τάσης μεγαλύτερη από 0,1 V μεταξύ των δύο μπαταριών θα ανάψει μια προειδοποιητική λυχνία και θα αρχίσει να ισορροπεί τις δύο μπαταρίες. Αυτό το επιτυγχάνει αποφορτίζοντας την υψηλότερα φορτισμένη μπαταρία αντλώντας ρεύμα έως και 0,7 A από αυτήν την μπαταρία μέχρις ότου οι τάσεις και των δυο μπαταριών γίνουν μπαταρίας ίσες.

Δείτε το demo (μετακινώντας το χειριστήριο θα δείτε τις ροές ρεύματος)
Battery Balancer demo web-app http://bb-demo.victronenergy.com/

Εάν η εξισορρόπηση της συστοιχίας δεν έχει το απαιτούμενο αποτέλεσμα και η διαφορά τάσης μεταξύ των μπαταριών γίνεται μεγαλύτερη από 0,2 V, η ανισορροπία της συστοιχίας είναι μεγαλύτερη από ό, τι μπορεί να διορθώσει το Victron Battery Balancer. Αυτό είναι πιθανότατα μια ένδειξη ότι μία από τις μπαταρίες έχει παρουσιάσει βλάβη και ο Balancer μπαταρίας θα ηχήσει συναγερμό και θα ενεργοποιήσει το ρελέ συναγερμού. Έτσι θα αποφύγουμε την καταστροφή όλης της συστοιχίας και τα συνακόλουθα που ανέφερα στην αρχή του άρθρου μου.

Για μια συστοιχία 24 V απαιτείται ένα Victron Battery Balancer. Και για μια συστοιχία 48 V χρειάζονται τρία Victron Battery Balancer, δηλαδή ένα μεταξύ κάθε δύο μπαταριών. Δεν γνωρίζω ακριβώς τι διάταξη έχετε στο σκάφος σας για αυτό αναφέρω και τις δύο τάσεις.

Για περισσότερες πληροφορίες δείτε το δελτίο δεδομένων του Victron Battery Balancer.
https://www.victronenergy.gr/battery-monitors/battery-balancer

Γιατί όμως είναι τόσο απαραίτητη η συνδεσμολογία και η παρακολούθηση του Midpoint voltage;
Από τι σας προφυλάσσει;

Battery bank midpoint

Η ανισορροπία μιας συστοιχίας μπορεί να ανιχνευθεί παρακολουθώντας το μέσο σημείο της συστοιχίας μπαταριών (Battery bank midpoint). Η παρακολούθηση του μέσου σημείου (midpoint), εκτός από την οπτική σήμανση του μπορεί να χρησιμοποιηθεί επίσης και για τη δημιουργία συναγερμού.

Ένας συναγερμός μέσου σημείου μπορεί να σημαίνει τα εξής:

  1. Μια μεμονωμένη μπαταρία έχει αποτύχει, λόγω διακοπής ή βραχυκυκλώματος.
  2. Λήξη της διάρκειας ζωής της μπαταρίας λόγω θειΐκωσης ή κατάπτωσης ενεργού υλικού.
  3. Απαιτείται φόρτιση εξίσωσης (Equalization) για διόρθωση πυκνότητας των μεμονωμένων μπαταριών
    (ισχύει μόνο σε υγρές μπαταρίες)
Τόσο το Victron Battery Balancer όσο και το Battery Monitor BMV 702 και BMV 712
μπορούν να δημιουργήσουν συναγερμό μέσου σημείου midpoint

Τα BMV 702 και BMV 712 έχουν μια δεύτερη είσοδο τάσης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παρακολούθηση του μεσαίου σημείου. Μπορεί να συνδεθεί με καλώδιο στο μεσαίο σημείο της συστοιχίας μπαταριών. Το BMV θα εμφανίσει τη διαφορά τάσης μεταξύ των δύο τάσεων ή ως ποσοστό. Για περισσότερες πληροφορίες, ανατρέξτε στη σελίδα προϊόντος BMV 712. https://www.victronenergy.gr/panel-systems-remote-monitoring/bmv-712-smart
Σε μια συστοιχία με πολλές συνδέσεις εν σειρά και παράλληλα μπαταριών μπορεί να είναι χρήσιμο να συνδέσετε τα μεσαία σημεία κάθε παράλληλης σειράς σειρών. Ο λόγος για να γίνει αυτό, είναι να εξαλειφθεί η ανισορροπία στην συστοιχία μπαταριών


Α. Εάν συνδέσετε μπαταρίες σε σειρά και παράλληλα, όπως η εικόνα κατωτέρω, θα δείτε ότι οι μεμονωμένες τάσεις θα διαφέρουν από σειρά σε σειρά και θα διαφέρουν επίσης εντός της κάθε σειράς.


Β. Πρώτα βεβαιωθείτε ότι κάθε σειρά μπαταριών έχει τις ίδιες τάσεις χρησιμοποιώντας ένα κοινό αρνητικό σημείο και ένα κοινό θετικό σημείο σύνδεσης ή χρησιμοποιώντας τις ειδικές χάλκινες μπάρες σύνδεσης.


Γ. Όταν κάθε τάση κάθε σειράς είναι ίση με τις άλλες, τότε τα μεσαία σημεία μπορούν να συνδεθούν. Βεβαιωθείτε ότι η καλωδίωση μεσαίου σημείου μπορεί να μεταφέρει το πλήρες ρεύμα μεταξύ των μπαταριών.


Μόλις συνδεθεί το μεσαίο σημείο της συστοιχίας μπαταριών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα Victron Battery Balancer, αντί να χρησιμοποιούνται τρεις Victron Battery Balancer (ένας για κάθε σειρά). Επίσης, ένα μόνο BMV μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παρακολούθηση του μεσαίου σημείου (midpoint) ολόκληρης της συστοιχίας μπαταριών.


Ωστόσο, έχετε υπόψη σας ότι ο μόνος λόγος για τη χρήση των μεσαίων σημείων μιας συστοιχίας μπαταριών είναι για λόγους εξισορρόπησης ή/και παρακολούθησης. Δεν επιτρέπεται η σύνδεση φορτίων στο μεσαίο σημείο μιας συστοιχίας μπαταριών( όχι δηλαδή μεσαία λήψη για σύνδεση συσκευών μικρότερης τάσης). Κάτι τέτοιο θα δημιουργήσει μεγάλη ανισορροπία στην συστοιχία μπαταριών. Αυτή η ανισορροπία είναι πολύ μεγαλύτερη από ότι μπορεί να διορθώσει ένας εξισορροπητής μπαταρίας Victron Battery Balancer (μεγαλύτερο από 0,7 A) και η μπαταρία που χρησιμοποιείται για την παροχή της χαμηλότερης τάσης θα αποτύχει πρόωρα.

ΣΥΣΤΟΙΧΙΑ 24volt EXIDE ER650
ΣΥΣΤΟΙΧΙΑ 24volt EXIDE ER650ΜΕ
MIDPOINT
ΣΥΣΤΟΙΧΙΑ 24volt EXIDE ER650ΜΕ
MIDPOINT & BATTERY BALANCER
ΣΥΣΤΟΙΧΙΑ 24volt EXIDE ER650ΜΕ
MIDPOINT & BATTERY BALANCER
ΣΥΣΤΟΙΧΙΑ 24volt 4 ΜΠΑΤΑΡΙΩΝ
Rolls S12-128AGM-RE

ΜΕ ΤΟΝ ΣΥΝΗΘΗ ΤΡΟΠΟ
ΣΥΣΤΟΙΧΙΑ 24volt 4 ΜΠΑΤΑΡΙΩΝ
Rolls S12-128AGM-RE

ΜΕ MIDPOINT

By Manolis Ganos

Back to list

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.