Legarea acumulatorilor ,la un sistem fotovoltaic off-grid

[George_M]

ce face un acumulator cu plumb Sistemele fotovoltaice off-grid stocheaza energia electrica in acuulatori
de regula cel mai folosit este acumulatorul cu plumb U=12V sau U=24V doua acumulatoare inseriate
Pornesc de la un exemplu din sala de curs
Acumulatorul cu plumb

Acumulatorii sunt echipamente ce transforma energia chimica in electricitate. Acumulatorii sunt un mod eficient de a face electricitatea portabila. In plus, acumulatorii furnizeaza energie in scopul de a inlocui energia electrica furnizata de reteaua electrica. Pe masura ce intregul glob devine dependent de electricitate, mobilitatea bateriilor joaca un rol si mai important in viata de zi cu zi. Cel mai cunoscut acumulator este acumulatorul cu plumb( fig.1).

Acumulatorul cu Pb U=12V


fig 1 Acumulator

Electrolitul este un amestec de apa si acid sulfuric cu densitatea de circa 1,290g ‾³ in acumulatorul incarcat (38% H 2 SO 4 in greutate).Placile sub forma de gratar sunt facute dintr-un aliaj de plumb,porii unei placi fiind umplute cu plumb metalic spongios,iar cele ale celeilalte placi cu bioxid de plumb,PbO 2 .Plumbul spongios este agentul reducator,iar bioxidul de plumb,agentul oxidantmpentru reactia care are loc in pila.Reactiile de electrod care apar atunci cand acumulatorul se descarca sunt : Pb + SO 4 ‾ ‾ → PbSO 4 + 2e‾ PbO 2 + SO 4 ‾ ‾ + 4H + + 2e‾ → PbSO 4 +2H 2 O Acumulatorul cu plumb 12V Fig.1 Fiecare dintre aceste reactii produce substanta insolubila PbSO 4 ,sulfat de plumb,care adera la placi.Pe masura ce acumulatorul se descarca,acidul sulfuric este scos din electrolit,care scade in densitate.Starea de incarcare sau descarcare a pilei se poate deci determina prin folosirea unui densimetru care masora densitatea electrolitului. Acumulatorul poate fi reincarcat prin aplicarea la borne a unui potential electric de semn contrar,ceea ce face ca reactiile de electrod de mai sus sa aiba loc in sens Facaoaru Andreea contrar.Acumulatorul incarcat produce o forta electromotoare cu ceva mai mare ca 2V.O baterie de 6V consta din trei acumulatori legati in serie,iar o baterie din 12V, din sase acumulatori. Este interesant faptul ca in acest acumulator acelasi element isi schima starea de oxidare in cele doua placi: agentul oxidant este PbO 2 (continand plumb cu numarul de oxidare +4,care se schimba la +2 cand acumulatorul se descarca),iar agentul reducator este Pb(plumb cu numarul de oxidare zero,care se schimba la +2).

Cum functioneaza acumulatorul cu plumb?

O baterie inmagazineaza energie pentru uz ulterior. Ea produce tensiune dintr-o reactie chimica produsa intre doua materiale diferite (placa pozitiva si cea negativa) care sunt introduse in electrolit. Electrozii sunt cufundati intr-o solutie apoasa de acid sulfuric. Prin asa-nimita operatie de “formare” (a carei mod de formare difera de la un mod de fabricatie la altul), care consta in principal in alimentarea cu curent a acumulatorului, electrozii se transforma, placile pozitive ajung de culoare cafenie si acoperite cu PbO2, iar placile negative cenusii si acoperite cu plumb negricios. Intr-un acumulator normala acid-plumb, tensiunea aproximativa este de 2V /celula, deci un total de 12V. Curentul este degajat de baterie cu atat mai repede cu cat exista un circuit intre borna pozitiva si cea negativa. Procesul de descarcarea a acumulatoarelor cu plumb Descarcarea acumulatoarelor cu plumb comporta urmatoarele reactii chimice globale: Situatia inainte de descarcare: Electrod pozitiv (PbO2) H2SO4 Electrod negativ (Pb) Sensul curentului in element: Circulatia ionilor: H2+ + SO4 - - Reactii chimice la electrozi: PbO2 + H2 + H2SO4 = PbSO4 + 2H2O Pb + SO4 = PbSO4 Situatia finala a electrozilor: PbSO4 PbSO4 Concluzie: Cele doua placi fiind identice, acumulatorul nu mai poate debita curent. Placile se sulfateaza, concentratia acidului descreste.
Procese din acc cu Plumb
Cei mai multi dintre oameni nu realizeaza ca un acumulator cu plumb functioneaza pe baza unui proces continuu de incarcare-descarcare. Atunci cand o baterie este conectata la o sursa ce are nevoie de curent, cum ar fi un autoturism, curentul iese din baterie si bateria incepe sa se descarce. Un acumulator cu plumb incarcat are o t.e.m. de circa 2,2V. In functionare, tensiunea scade destul de repede la Ud = 1,95V, apoi ramane catva timp aproape canstanta, scazand apoi din nou brusc. Cand tensiunea a ajuns la 1,8V, descarcarea trebuie intrerupta, deoarece sub aceasta valoare reactiile chimice nu mai sunt reversibile. Sensul curentului in electrod: Circulatia ionilor: SO4 -- -- H2+ + Reactii chimice la electrozi: PbSO4 + SO4 + 2H2O = PbO2 + 2H2SO4 PbSO4 + H2 = Pb + H2SO4 Schema incarcator acumulator Situatia finala a electrozilor: PbO2 Pb Concluzie: Prin incarcarea acumulatorului se restabileste situatia initiala si concentratia acidului creste. Acumulatorul devine incarcat atunci cand primeste iar curent, reinstalind diferentele chimice dintre placi. Pe masura ce acumulatorul se descarca, placile de plumb devin din punct de vedere chimic asemanatoare, acidul devine mai slab si tensiunea scade. Acumulatorul se poate reincarca total atunci cand se reinstaleaza diferentele chimice dintre placi, iar acumulatorul poate furniza din nou curent. La incarcare, tensiunea acumulatorului creste rapid pana la Ui =2,2V, apoi scade lent pana la 2,3V. La sfarsitul incarcarii, tensiunea este de 2.6-2,7V.

Caracteristici ale bateriilor:

Bateria de acumulator

Din punct de vedere tehnic, bateriile se caracterizeaza prin: a) tensiune, determinata de numarul elementelor in serie; b) capacitatea elementului (acumulatorului) (in Ah) pentru o anumita durata de descarcare c) curentul de lucru maxim admisibil (care nu trebuie mult depasit nici pentru un timp foarte scurt, putand duce prin efectele lui mecanice la distrugerea placilor); d) randamentul energetic ?w = Wdesc/Winc, care este de ordinul 70-80%, din cauza pierderilor de energie prin reactii chimice secundare (care determina si diferenta dintre tensiunea medie de incarcare si tensiunea medie de descarcare) si prin efect electrocaloric in rezistenta lui interioara; e) randamentul in cantitate de electricitate (in sarcina) ?
Q = Qdesc/Qinc de ordinul a 85-90%; f) tipul constructiv (adecvat conditiilor de utilizare si durabilitatii necesare: acumulatoarele de dimensiuni mici si durabilitate redusa pentru autovehicule, acumulatoare de dimensiuni mari si durabilitate mare, pentru instalatii stationare etc.)

[ManguVasile]

Super prezentate

[DaniMihai]

felicitari colega pentru articolul cu Legarea acumulatorilor ,la un sistem fotovoltaic off-grid

[MihaiDobre]

Nu am gasit atatea explicatii la cursul facut de mine in Arad .Bani dati de pomana ,sa cumpere lumanari

[CaramidaruViorel]

Am facut prima lucrare la o rulota .P-600W controler low/cost acc 12V 150Ah 2 bucati inseriate U=24V
Cartea este de nota 22 nu te lasa la greu

[SoneaTrain]

Nu am gasit atatea explicatii la cursul facut de mine in Arad .Bani dati de pomana ,sa cumpere lumanari

Uite aici o bataie de joc de 5 zile ,sa bea diploma cu apa neinceputa,aia care o vand cu 3000 lei

[LucilaSavu]

Prefer acumulatorii clasici ,vad ca cei moderni sunt scumpi cu draci si au obiceiul sa explodeze

[BarnovBarbu]

Prefer acumulatorii clasici ,vad ca cei moderni sunt scumpi cu draci si au obiceiul sa explodeze

daca ii descarci cum ai invatat la scoala te tin lejereanu 4-5 ani cei auto cu plumb si acid

[CalopescuDan]

Prefer acumulatori obisnuiti ,dar sa am capacitate suficienta de descarcare

[PlanguFlorea]

Niste ratati au legat inverterul direct la controler unde este lumina si se mirau de ce nu functioneaza