ekonomija

energijaSlika 1 Izlazna IUU karakteristika automatski regulisanih ispravljača–punjačatrohemijskih sistema, kada su u ulozielektrolitičke ćelije, vrši se pomoćuautomatski regulisanih ispravljačapunjača,čija je izlazna IUU-karakteristikaprikazana na slici 1 [1-2].To znači da automatski regulisaniispravljači-punjači, zavisno od stanjaispražnjenosti akumulatora, mogu darade stalnom strujom i stalnim naponomza dve vrednosti u toku čitavogprocesa punjenja akumulatora.2.1 Primer procesa punjenjaelektrohemijskog Ni-Cd sistemaNeka se razmatra akumulator nominalnogkapaciteta 100 Ah, nominalnognapona 220 V, sa rednom vezom ćelija.Ako akumulator sadrži 190 ćelija,imajući u vidu da je nominalni naponjedne ćelije 1,2 V, dobija se zbirni naponod 190⋅1.2 = 228 V, što je za 3.6%veći od nominalnog napona. Time suispunjeni uslovi za snabdevanje potrošačaelektričnom energijom propisanogkvaliteta i kvantiteta, jer naponi, upravilu, ne smeju da odstupaju više od5% u odnosu na nominalne vrednosti.U daljem postupku, priključivanjemakumulatora na automatski regulisaniispravljač-punjač prema principijelnojelektričnoj šemi prikazanoj na slici2, u skladu sa izlaznom IUU-karakteristikompunjača na slici 1, dobijaSlika 2 Principijelna električnašema veze automatskiregulisanog ispravljača–punjača punjača iakumulatorase punjenje akumulatora hemijskomenergijom potencijalnog vida dopropisanog nivoa prema preporukamaproizvođača. U toku procesa punjenjase, naravno, vrši neprekidno elektroliznopretvaranje električne u hemijskuenergiju ćelije, odnosno akumulatora.Pod pretpostavkom da je razmatraniakumulator bio potpuno ispražnjen,neka se proces punjenja vrši stalnomstrujom petočasovnog kapaciteta I i= I p= 0.2C = 20 A = const., za vreme od t 1= 7 h, do postizanja krajnje vrednostinapona punjenja od U p= 190⋅1.5 =285 V. Pod ovim se uslovima dobijanapunjenost akumulatora hemijskomenergijom oko 90% od nominalne. Ovastruja punjenja prema principijelnojelektričnoj šemi prikazanoj na slici 2,određuje se, prema Omovom zakonu,sledećom jednačinom:, (1)gde su: I i– struja koju daje punjač;U i– izlazni napon punjača; E – elektromotornasila akumulatora i R u–ukupna unutrašnja električna otpornostakumulatora.Da bi struja punjenja akumulatoraI ibila konstantna, uzimajući da jeukupna unutrašnja električna otpornostjedne ćelije oko 0.5 mΩ = const., aukupna unutrašnja otpornost akumulatoraR u= 190⋅0.5 = 95 mΩ = const.,razlika napona punjača i akumulatoramora biti konstantna ΔU = U i– E= const. Pod tim uslovom se u tokuprocesa punjenja napon akumulatorapostepeno povećava od minimalne dosvoje krajnje vrednosti, pri čemu će sei napon punjača U itakođe postepenopovećavati za istu vrednost. U trenutkut 1punjač prelazi sa karakteristikestalne struje na karakteristiku stalnognapona sa vrednošću krajnje vrednostinapona punjenja akumulatora od U i[056]= U p= 285 V = const. U tom slučajuse dobija veoma mala razlika izmeđunapona punjača i napona akumulatora,tako da u pravilu, struja punjenjaopada približno eksponencijalno.Kada struja punjenja opadne na 0.2⋅I p,punjač u nekom trenutku t 2prelazi sakarakteristike stalnog napona punjenjaU p= const. na karakteristiku stalnognapona održavanja (dopunjavanja), čijaje vrednost U dp= 190⋅1.4 = 266 V =const. Od ovog trenutka t 2akumulatorse dopunjava hemijskom energijom pristruji slabijoj od 0.2⋅I p, pri čemu sistembiva spreman za upotrebu, jer je u potpunonapunjenom stanju [1-3], [8].Kada je u pitanju proces punjenja akumulatorskihbaterija u paralelnoj vezi,onda se njihovo punjenje, za slučajdve akumulatorske baterije, vrši premaprincipijelnoj električnoj šemi prikazanojna slici 3.Slika 3 Principijelna električnašema punjenja dve akumulatorskebaterije uparalelnoj veziAko su obe akumulatorske baterijepotpuno istovetne, onda važi: U n1=U n2= 220 V, q n1= q n2= 100 Ah, R u1=R u2= 95 mΩ. U tom slučaju, punjenjemakumulatora prema principijelnojelektričnoj šemi prikazanoj nasl. 3 pomoću punjača čija je izlaznakarakteristika na slici 1, dobijaju sepotpuno napunjene obe akumulatorskebaterije sa potrebnim svojstvimai praktično bez odstupanja u pogledukvaliteta. Međutim, slučaj sa dve iliviše istovetnih akumulatorskih baterijaje u domenu teorije. S druge strane,realno uvek postoje i najmanje razlikeizmeđu osobina akumulatora, makar uunutrašnjim električnim otpornostimai naponima, najčešće zbog različitihstanja napunjenosti ili ispražnjenostićelija. Neka se radi realnog analiziranjaprocesa punjenja akumulatorskihbaterija uzme da su im ukupne unutrašnjeelektrične otpornosti različite i daiznose: R u1= 100 mΩ i R u2= 90 mΩ, ada su im elektromotorne sile: E 1= 190V i E 2= 209 V [4-8].