Зарядка аккумуляторной батареи – сложный электрохимический процесс, во время которого утраченная в процессе разрядки электроэнергия восполняется из электрической сети. Качество процесса зарядки значительно влияет на техническое состояние и срок службы аккумуляторов. Иными словами, от зарядных устройств во многом зависит производительность и долговечность современных тяговых или промышленных батарей.
Зарядные устройства отвечают за восполнение энергии в перезаряжаемых аккумуляторах от внешних источников энергии, обычно от сети переменного тока. При этом происходит преобразование входящего переменного тока в выходной постоянный ток меньшего напряжения и большей силы. Энергоэффективность зарядных устройств зависит от величины потерь энергии при преобразовании тока и зарядке.
Современные ЗУ для промышленных батарей бывают трансформаторными и импульсными. Трансформаторные устройства используются давно, поэтому широко распространены. Среди них выделяются две категории: феррорезонансные и теристорные (SCR, с управляемыми кремниевыми выпрямителями). Импульсные ЗУ заряжают аккумуляторы импульсами высокочастотного тока.
Выбор подходящей технологии зарядного устройства зависит в основном от требований к аккумуляторной батарее, а также потребностей электрического оборудования. В таблице ниже сравниваются три типа зарядного оборудования по ряду важных критериев. | |||
КРИТЕРИЙ |
ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЕ |
ТЕРИСТОРНЫЕ |
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ |
Эффективность |
Средняя |
Высокая |
|
Отклик |
Очень медленный |
Средний |
Очень быстрый |
Контроль |
Минимальный |
Высокий |
|
Размеры / вес |
Большие / тяжелый |
Маленькие / Легкий |
|
Уровень шума |
Очень громкий |
Умеренный |
Тихий |
Сложность конструкции |
Низкая |
Средняя |
Высокая |
Надежность |
Высокая |
Средняя |
|
Качество энергии |
Среднее или высокое |
Низкое |
Среднее или высокое |
Затраты, экономия энергии
Для примера возьмем аккумулятор 36 В, 1000 А·ч, который используется ежедневно две рабочие смены, с глубиной разряда (DoD) до 80% в каждой рабочей смене (см таблицу ниже).
ПАРАМЕТР |
ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЕ |
ТЕРИСТОРНЫЕ |
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ |
Эффективность цикла зарядки |
83% |
83% |
89% |
Типичный коэффициент мощности |
85% |
70% |
95% |
Коэффициент возврата заряда |
120% |
120% |
115% |
КВт-ч на цикл зарядки |
47,00 |
45,04 |
42,00 |
КВт-ч в смену |
94,00 |
90,08 |
84,00 |
КВт-ч в год (5 рабочих дней) |
23218 |
22249,76 |
20748 |
Из таблицы видно, что импульсные зарядные устройства более энергоэффективные по сравнению с феррорезонансными и теристорными (SCR).