NAJBARDZIEj POPULARNE OFERTY

Fronius - nowatorski proces ładowania

Mateusz Kaleja
2 czerwca 2016
Fronius  - nowatorski proces ładowania
Fronius__Ri_01

„Ekonomiczność urządzenia do transportu poziomego jest w znaczącym stopniu określona przez akumulator napędowy i jego trwałość”, stwierdza się w jednej z dyrektyw Centralnego Zrzeszenia Przemysłu Elektrotechnicznego i Elektronicznego (ZVEI — Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V.) z siedzibą we Frankfurcie nad Menem. Dalej czytamy: „Szczególnie istotnym czynnikiem wywierającym wpływ na żywotność jest technika ładowania. Powszechnie znanym faktem jest to, że większość uszkodzeń akumulatorów jest spowodowana ich nieprawidłowym ładowaniem niż rozładowaniem”. Firma Fronius, austriacki specjalista w dziedzinie systemów ładowania akumulatorów, dzięki swojej nowatorskiej generacji prostowników „Selectiva” przeznaczonej do akumulatorów napędowych jest pionierem na tym polu.

Podwyższone temperatury — przede wszystkim powyżej 40°C — mają szczególnie negatywny wpływ na żywotność akumulatorów kwasowo-ołowiowych, ponieważ wszystkie reakcje chemiczne są wówczas przyspieszone. Dodatkowo, zbyt silne przeładowanie powoduje szybsze zabrudzenie akumulatora (oraz przyspieszone samorozładowywanie), większe zużycie wody wskutek wzmożonego gazowania oraz szybsze wytwarzanie niebezpiecznego gazu piorunującego. Ostatecznie użytkownik musi znacznie wcześniej inwestować wiele tysięcy euro w zakup nowego akumulatora. Wady te są jednak minimalizowane w przypadku następnej generacji urządzeń z serii Selectiva firmy Fronius, wykorzystujących proces ładowania Ri, które dzięki trójfazowym przyłączom są przeznaczone przede wszystkim do akumulatorów napędowych 24, 48 i 80 V.

 
Fronius_Selectiva_Ri_Batterielebensdauer_05_log4
Fronius_Selectiva_Ri_Batterielebensdauer_05_log4

 

Zastosowanie (inwerterowej)
technologii wysokich
częstotliwości powoduje
minimalne rozgrzanie akumulatora.
W fazie doładowania akumulator
jest zbyt mocno przeładowywany
i rozgrzewa się. (Grafika: Fronius)

 

Znaczącą przyczyną rozgrzewania akumulatorów są straty ładowania. Występują one przede wszystkim w przypadku starej techniki transformatorowej 50 Hz, ale też, chociaż w mniejszym stopniu także w przypadku konwencjonalnej (inwerterowej) techniki wysokiej częstotliwości oraz dotychczasowej techniki firmy Fronius „Active Inverter Technology” w trakcie głównej fazy ładowania. W przypadku starej techniki transformatorowej i konwencjonalnej techniki inwerterowej dodatkowo, wskutek przeładowania w fazie doładowania, wydziela się ciepło, ponieważ nie jest uwzględniany stan akumulatora. Jedynie dotychczas zaprojektowane prostowniki firmy Fronius uwzględniają w trakcie doładowania stan akumulatora, co powoduje, że przeładowywanie go jest tak niewielkie, jak to tylko możliwe.

Każdy cykl ładowania akumulatora jest unikatowy
Przyczynami tych strat ładowania są zadane fabrycznie charakterystyki ładowania, w których akumulatory — niezależnie od stężenia kwasu, a co za tym idzie, stanu akumulatora — są ładowane zadanym, w pewnych okolicznościach zbyt wysokim, prądem ładowania „I”. Jednak w firmie Fronius dostrzeżono, że jest to nieprawidłowa ścieżka i zaprojektowano proces ładowania Ri o indywidualnej charakterystyce ładowania. „Ri” oznacza skuteczną rezystancję wewnętrzną, parametr specyficzny dla danego akumulatora, który ulega zmianie w warunkach zmieniającego się stężenia kwasu i efektów pasożytniczych, jak np. procesu dyfuzji, przepięcia biegunowego lub przekształcenia siarczanu ołowiu w tlenek ołowiu. Kluczem nowatorskiej charakterystyki Ri jest pomiar skutecznej rezystancji wewnętrznej, określający napięcie ładowania. Dba on o to, aby prąd ładowania samoczynnie dostosowywał się do przebiegu krzywej skutecznej rezystancji wewnętrznej akumulatora. Innymi słowy: Jeżeli skuteczna rezystancja wewnętrzna jest wyższa (niższa zdolność do poboru prądu przez akumulator) niż na początku ładowania, prąd ładowania jest obniżany, co pozwala uniknąć strat ładowania. Jeżeli skuteczna rezystancja wewnętrzna w trakcie ładowania zmniejszy się (zwiększa się zdolność do poboru prądu), automatycznie zostanie podwyższony prąd ładowania, aby w toku dalszego ładowania ponownie uległ obniżeniu, ponownie w zależności od wzrastającej skutecznej rezystancji wewnętrznej (akumulator naładowany całkowicie, dlatego spada zdolność poboru prądu). To oznacza, że każdy cykl ładowania na akumulator jest unikatem o indywidualnej charakterystyce.

Fronius_Selectiva_Ri_Batterielebensdauer_03_log4
Fronius_Selectiva_Ri_Batterielebensdauer_03_log4
"Najchłodniejsze” ładowanie:
W przeciwieństwie do innych technologii ładowania akumulatorów, w przypadku procesu ładowania Ri szkodliwe rozgrzanie akumulatora podczas ładowania jest utrzymywane na tak niskim poziomie, jak to tylko możliwe. (Grafika: Fronius)

Aby prostownik mógł określać wartość początkową i dalszy przebieg napięcia ładowania, stale dokonywany jest pomiar bieżącego stanu akumulatora. Oznacza to, że sprawdzane jest, o jaki akumulator chodzi, czy akumulator jest stary, czy nowy, jak wysoka jest jego temperatura oraz jaki jest stopień jego rozładowania. Na podstawie tych informacji z akumulatora oprogramowanie prostownika dostosowuje poszczególne fazy ładowania, utrzymując na bieżąco przebieg napięcia oraz regulując prąd ładowania odpowiednio do krzywej skutecznej rezystancji wewnętrznej. Proces ładowania Ri firmy Fronius jest więc procesem samoregulującym się.

Dotychczas wyjątkowy: Współczynnik całkowitej sprawności wynoszący 84%
Dzięki przełomowej metodzie ładowania uzyskuje się współczynniki sprawności ładowania, które dotychczas wydawały się nieosiągalne: Gdy w przypadku konwencjonalnej techniki transformatorowej 50 Hz współczynniki sprawności wynoszą przeciętnie ok. 70%, w przypadku konwencjonalnej techniki inwerterowej przeciętnie 75%, a w przypadku dotychczas stosowanej „Active Inverter Technology” firmy Fronius — 80%, to zastosowanie procesu ładowania Ri pozwala na uzyskanie dumnych 90%. Razem ze współczynnikiem sprawności urządzeń nowej generacji „Selectiva” wynoszącym 93%, Austriacy w dziedzinie ładowania akumulatorów uzyskują ni mniej, ni więcej, tylko 84 procent.

Fronius_Selectiva_Ri_BatteryServiceLife_04_log4
Fronius_Selectiva_Ri_BatteryServiceLife_04_log4
W przypadku prostowników wykorzystujących starą technikę transformatorową 50 Hz akumulator w czasie ładowania głównego i doładowania ulega silnemu rozgrzaniu, co znacznie zmniejsza jego żywotność.
(Grafika: Fronius)

Kolejną dużą zaletą tego wyrafinowanego systemu ładowania akumulatora jest to, że trzeba jedynie ustawić napięcie akumulatora i czas ładowania. Wiele akumulatorów, które podłącza się do prostownika, w praktyce jest rozładowanych tylko w połowie. Wskutek zadanego czasu ładowania, np. wynoszącego siedem godzin, można „rozciągnąć” ładowanie w czasie. Dzięki temu można ładować akumulator w sposób wyjątkowo łagodny, przez mniejsze doprowadzenie energii, a co za tym idzie, wywołując słabsze rozgrzanie akumulatora. W przypadku eksploatacji w warunkach wahającego się obciążenia, unika się w ten sposób szkodliwych przepięć i nie dochodzi do uszkodzenia akumulatorów. Unika się także wartości szczytowych prądu, gdy na końcu zmiany jednocześnie rozpocznie się ładowanie większej liczby akumulatorów urządzeń do transportu poziomego. Ponieważ w przypadku nowych systemów ładowania akumulatorów konieczne jest ustawienie jedynie napięcia akumulatora i dostępnego do dyspozycji czasu ładowania, odpada konieczność ustawiania pojemności akumulatora. Dlatego za pomocą jednego systemu ładowania można w prosty sposób ładować większą liczbę akumulatorów o różnych pojemnościach bez konieczności zmieniania jakichkolwiek ustawień.

Fronius_Selectiva_Ri_02
Fronius_Selectiva_Ri_02
W firmie Fronius pomyślano o jeszcze jednej rzeczy, która wydłuża żywotność: w nowych prostownikach Selectiva jest to świecąca jasnym, niebieskim światłem dioda LED, która włącza się, gdy akumulator ochłodzi się po zakończeniu ładowania. Także tu za pomocą liczników (dostępnych opcjonalnie) użytkownik może uzyskać informację, które z ładowanych akumulatorów najbardziej się ochłodziły i można je w pierwszej kolejności zastosować w elektrycznym wózku widłowym, wózku widłowym do wąskich korytarzy lub ciągniku elektrycznym.

Osiągnięcie maksymalnej żywotności akumulatora jest kryterium, które jednoznacznie przemawia za zastosowaniem nowej generacji urządzeń firmy Fronius, wykorzystujących charakterystykę Ri. Istnieje jeszcze szereg innych ulepszeń produktu w stosunku do poprzednich generacji urządzeń, które zapewniają maksymalną efektywność energetyczną, maksymalne bezpieczeństwo, jeszcze większą przyjazność dla użytkownika i jeszcze bardziej usprawniony serwis.

Mateusz Kaleja
Fronius Polska Sp. z o.o.
Foto: Fronius International GmbH

Kontakt:
Fronius Polska Sp. z o. o.
ul. Gustawa Eiffelà 8,
44-109 Gliwice

Mateusz Kaleja,
+48 502 416799,
E:mail: kaleja.mateusz@fronius.com
Web site: www.fronius.pl

Fronius International to austriackie przedsiębiorstwo z siedzibą w Pettenbach oraz zakładami w Wels, Thalheim, Steinhaus i Sattledt. Firma zatrudnia na całym świecie 3257 pracowników i działa w następujących branżach: systemy ładowania akumulatorów, spawalnictwo i elektroniczne układy solarne. Eksport na poziomie 94 procent to zasługa 19 międzynarodowych spółek firmy Fronius oraz partnerów handlowych/przedstawicieli w ponad 60 krajach. Dzięki wybitnym produktom i usługom oraz 878 aktywnym patentom Fronius jest liderem technologicznym na światowym rynku.

[ Artykuł sponsorowany ]

Newsletter

Czy chcesz otrzymywać informacje o nowościach i ważnych wydarzeniach na naszej stronie?
Netplozja - wybuchowe strony internetowe

EMIL - Elektroniczny miesięcznik informacji logistycznej

EMIL - 04-2021EMIL - 04-2021EMIL - 03-2021EMIL - 03-2021EMIL - 02-2021EMIL - 02-2021EMIL - 01-2021EMIL - 01-2021Zobacz więcej publikacji