يعد الوضع المؤقت لشحن البطارية هو الوضع الرئيسي في أنظمة الطاقة البديلة. يعتمد أداء النظام بأكمله والموثوقية وعمر الخدمة على التكوين الصحيح وطريقة استخدام معدات نظام الشحن.

عند استخدام البطاريات في أنظمة إمداد الطاقة البديلة كأجهزة لتخزين الطاقة الكهربائية، هناك بعض الصعوبات. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن إمدادات الطاقة الكهربائية من توربينات الرياح الشمسية غير متساوية. لذلك، ليس من الممكن دائمًا توفير تيار الشحن اللازم للبطاريات من أجل إيقاف الشحن بعد فترة زمنية معينة. بالنسبة لمثل هذه الأنظمة، يتم استخدام وضع شحن البطارية العازلة، عندما يكون الشاحن متصلاً بالبطاريات بشكل مستمر، ويمكن توصيل مستهلك واحد أو أكثر للطاقة الكهربائية في أي وقت. عادةً ما يتم استخدام وضع الشحن المؤقت لتشغيل الطاقة الاحتياطية في حالات الطوارئ ولتخفيف أحمال الذروة باستخدام مصدر طاقة منخفض الطاقة. في الطاقة البديلة، يؤدي الوضع المؤقت لشحن البطارية وظائف مختلفة قليلاً، حيث يوفر الطاقة للنظام أثناء الإمداد المتقطع بالطاقة لشحن البطاريات ويوفر الكمية المطلوبة من الطاقة في حالة استهلاك الطاقة بشكل غير متساوٍ من قبل المستهلكين.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على الرسم البياني أعلاه وتشغيل وضع الشحن المؤقت ومزاياه وعيوبه. من الميزات المهمة لهذا الوضع أن جهد الخرج للشاحن مضبوط على ما يقرب من 0.05 فولت - 0.1 فولت أكثر من الحد الأقصى للجهد للبطارية المشحونة، وستعتمد قيمة هذا الجهد على نوع البطارية المحدد. حتى الأنواع المختلفة من بطاريات الرصاص الحمضية يمكن أن يكون لها جهد شحن نهائي مختلف، مع تغير الجهد الأمثل إلى حد ما مع تغير درجة حرارة البطارية. عند فصل الحمل R n، سيحدث الشحن على النحو التالي: يتجاوز emf للشاحن E z EMF للبطارية E a ويتم توجيهه عكس جهد البطارية. مجموع قطرات الجهد في دائرة الشحن يساوي المجموع الجبري للمجالات الكهرومغناطيسية لهذه الدائرة. وبالتالي، فإن تيار الشحن سيعتمد على الفرق في المجال الكهرومغناطيسي للشاحن وعلى المقاومة الإجمالية للدائرة، التي تتكون من المقاومة الداخلية للشاحن والبطارية.

سيتم اعتبار المقاومة الداخلية للشاحن R h والبطارية R a ثابتة تقريبًا. وبالتالي، فإن حجم تيار الشحن سيعتمد على فرق المجالات الكهرومغناطيسية. تكون المقاومات الداخلية صغيرة، لذلك إذا تم تفريغ البطارية، فقد يصبح تيار الشحن أكبر من المسموح به لبطارية أو شاحن معين. لذلك، يتم تصميم أجهزة الشحن وفقًا لنظام الحد الأقصى للتيار، وتستخدم للبطاريات من نوع وسعة معينة. أثناء شحن البطارية، سينخفض ​​الفرق في القوة الدافعة الكهربية، وبالتالي تيار الشحن. ولذلك، فإن عملية شحن البطارية ستتباطأ بغض النظر عن مقدار الطاقة التي يستطيع مصدر الطاقة البديلة توفيرها في هذا الوقت، ويمكن أن تستمر حتى عدة أيام.

إذا كان الجهد المحدد على الشاحن مرتفعًا جدًا، فبعد اكتمال عملية الشحن الكيميائي، سيتم استخدام الطاقة الكهربائية لتسخين البطارية وتحلل الماء إلى هيدروجين وأكسجين. بالنسبة للبطاريات التي تم صيانتها، سيؤدي ذلك إلى انخفاض سريع في مستوى الإلكتروليت. يتم تصنيع معظم البطاريات التي لا تحتاج إلى صيانة مع القدرة على استعادة الهيدروجين والأكسجين إلى الماء، ولكن قدرات النظام محدودة. إذا قامت بطارية لا تحتاج إلى صيانة بإطلاق ضغط غاز متزايد عبر الصمام بشكل دوري، فإن ذلك يؤدي إلى جفاف المنحل بالكهرباء والشيخوخة السريعة وفشل البطاريات.

لا يمكن لمصادر الطاقة البديلة أن تنتج دائمًا طاقة كافية لشحن البطارية. إذا كان مولد طاحونة الهواء ينتج جهدًا أقل من جهد البطارية، فلن يحدث الشحن. يجب أن تحمي دائرة الشاحن البطارية من التفريغ من خلال الشاحن والمولد.

لنفكر في وضع تفريغ البطارية في حالة عدم وجود تيار الشحن:

في هذا الوضع، وفقًا للشكل، يكون المفتاح SA1 مفتوحًا والمفتاح SA2 مغلقًا. يعتمد تيار التفريغ على القوة الدافعة الكهربية للبطارية ومجموع المقاومة الداخلية والخارجية ويتم تحديده بواسطة الصيغة:

سيكون الجهد عند طرفي البطارية 1 و 2 مساوياً للقوة الدافعة الكهربية للبطارية مطروحًا منها انخفاض الجهد عبر المقاومة الداخلية:

U = E a – R a I n

التيار من خلال الحمل والمقاومة الداخلية هو نفسه. المقاومة الداخلية للبطارية صغيرة ويعتمد التيار بشكل أساسي على قيمة مقاومة الحمل. كلما انخفضت مقاومة الحمل، زاد استهلاك التيار وزاد الانخفاض في المقاومة الداخلية وانخفض الجهد عند أطراف البطارية 1 و2.

الآن دعونا نفكر في وضع التشغيل المتزامن للشاحن وحمل البطارية عند إغلاق جهات الاتصال SA1 وSA2.

إذا تم توصيل حمل يستهلك تيارًا صغيرًا مقارنة بتيار الشحن أثناء شحن البطارية، فسيتم استخدام جزء أصغر من التيار لشحن البطارية. مع الانخفاض التدريجي في مقاومة الحمل وزيادة الاستهلاك الحالي، سينخفض ​​تيار شحن البطارية وسيتوقف عند قيمة معينة. سيزداد التيار المستهلك من الشاحن مما سيؤدي إلى انخفاض طفيف في الجهد إلى قيمة القوة الدافعة الكهربية للبطارية. إذا كان التيار الذي يزود به الشاحن أقل من أو يساوي التيار الذي يستهلكه الحمل، فيمكن استهلاك الطاقة في هذا الوضع لفترة طويلة جدًا. ستؤدي الزيادة الإضافية في الاستهلاك الحالي إلى زيادة انخفاض الجهد بشكل أكبر وستبدأ البطارية في إطلاق الطاقة المخزنة مسبقًا. تتحمل البطارية الحمل الأقصى المتزايد. يمكن أن يؤدي التشغيل المطول في هذا الوضع إلى تفريغ البطارية العميق، ونتيجة لذلك ينخفض ​​\u200b\u200bالطاقة الكهرومغناطيسية للبطارية. يؤدي تفريغ البطارية بعمق كبير إلى تقليل عمر الخدمة بشكل كبير، لذلك من الأفضل توصيل الحمل من خلال محول أو جهاز آخر يمكنه إيقاف تشغيل الحمل تلقائيًا عندما ينخفض ​​الجهد عن المستوى المقبول. بالنسبة للبطاريات الحمضية، فمن غير المرغوب فيه أن تظل في حالة تفريغها لفترة طويلة.

عند استخدام وضع الشحن العازل، من الضروري مراقبة إمداد الطاقة من المصدر ومن المستحسن أن نأخذ في الاعتبار أنه في حين أن مصدر الطاقة قادر على توصيل كمية كبيرة من الطاقة، ولكن هذه الطاقة لا يتم استهلاكها، إذن عندما يتم شحن البطاريات، لا تتراكم الطاقة، مما يعني فقدانها بشكل لا رجعة فيه. في حالة عدم إمداد الطاقة من مصدر مثل طاحونة الهواء، يجب تقليل استهلاك الطاقة أو إيقافه حتى لا يتم تفريغ البطاريات عن الحد المسموح به، وأيضاً ليكون لها بعض الاحتياطي في حالة الانقطاع الطويل في إمداد الطاقة. طاقة.

لقد اعتدنا جميعًا على فوائد الحضارة، وعندما تختفي بعض وسائل الراحة يشعر الإنسان بانزعاج شديد. في بعض الأحيان يفقد معظمهم الطاقة، نظرًا لأن حالة الشبكة الكهربائية في معظم المدن قديمة جدًا وتحدث الحوادث في كثير من الأحيان. وبعد أن جلست مرة أخرى في الظلام لمدة 4 ساعات، قررت أنني بحاجة إلى القيام بشيء ما... وجاء القرار بسرعة كبيرة. بطارية 12 فولت 7 أمبير، من النوع المستخدم في مصادر الطاقة غير المنقطعة للكمبيوتر، ودائرة صغيرة تحافظ على هذه البطارية دائمًا في حالة شحن، وقطعة من شريط LED، وموصل لتوصيل جهاز التوجيه (إنه أمر ممل بدون الإنترنت)، لاب توب وتابلت والحمد لله فيه بطاريته الخاصة... وخلاص، دلوقتي عندنا حاجة نعملها حتى بدون إمداد مركزي بالكهرباء....
تحافظ دائرة الشحن على البطارية في وضع المخزن المؤقت، أي أن البطارية يتم تزويدها دائمًا بجهد بمستوى معين، مما يبقيها في حالة مشحونة. يكتب المصنعون على العلبة بالضبط الجهد المطلوب لبطاريتك. عادة ما يكون في حدود 13.5 - 13.8 فولت. عند هذا الجهد، يمكن توصيل البطارية بالشبكة بشكل دائم.

تتكون دائرة الشاحن من محول التيار الكهربائي ومثبت الجهد على شريحة LM317 وبطارية. يتم تثبيت كل شيء على لوحة دوائر مطبوعة صغيرة، ويجب تثبيت شريحة lm317 على المبرد.

يتكون الإعداد من ضبط الجهد عند مخرج الشاحن على 13.5 - 13.8 فولت. لتشغيل جهاز التوجيه، قمت أيضًا بضبط البنك على 9 فولت. مع بطارية بسعة 7Ah. متر من شريط LED الأبيض وجهاز التوجيه يعمل لأكثر من 4 ساعات، ولم يعد يتم فحصه، وعادةً ما يتم تشغيل الأضواء...
تحميل الرسم التخطيطي، ملف لوحة الدوائر المطبوعة، إمدادات الطاقة غير المنقطعة في حالات الطوارئ

يتم تصنيع بطاريات الرصاص الحمضية باستخدام تقنية إعادة التركيب الداخلي للمياه، وبالتالي لا تحتاج إلى صيانة طوال فترة خدمتها بالكامل. يتم استخدام حمض الكبريتيك المكثف على شكل هلام كإلكتروليت، مما يضمن مقاومة البطاريات للتفريغ العميق واستقرارها في درجات الحرارة العالية.

عمر الخدمة المقدر هو 12 سنة.

تم تصميم بطاريات الجل للعمل في الوضعين العازل والدوري.

تصميم:

• تصميم مغلق تمامًا، يمنع تسرب الإلكتروليت.
• نظام إعادة تركيب الغاز الداخلي، لا حاجة لإضافة الماء.
• تم تجهيز الوحدات الأحادية بصمامات تحكم لضمان إطلاق الغاز عندما يتجاوز الضغط الداخلي المستوى المسموح به.
• لا توجد قيود على النقل عن طريق الجو أو السكك الحديدية أو الطرق.

تصميم بطارية جل

التفاعل الكيميائي وآلية إعادة التركيب:

يتم وصف التفاعل الكيميائي الذي يحدث في البطارية أثناء الشحن/التفريغ بالصيغة:

PbO 2 + 2H 2 SO 4 + Pb تفريغ/شحن PbSO 4 + 2H 2 O

عند الشحن، يتفاعل الأكسجين الذي يمر عبر الفاصل من اللوحة الموجبة مع المادة الفعالة للوحة السالبة لتكوين أكسيد الرصاص:

2Pb + O2 -> 2PbO

يتفاعل أكسيد الرصاص بدوره مع حمض الكبريتيك:

2Pb + 2H2SO4 -> 2PbSO4 + 2H2O

يتم اختزال كبريتات الرصاص المتكونة على اللوحة السالبة بواسطة الأكسجين لتؤدي إلى تكوين حمض الكبريتيك:

2PbSO4 + 2H2 -> 2Pb + 2H2SO4

إذا قمنا بتبسيط المعادلات الموضحة أعلاه، نحصل على ما يلي:

2H2 + O2 -> 2H2O

خصائص التفريغ

يوضح الشكل أدناه منحنيات تفريغ البطاريات الهلامية ذات التيار المباشر إلى جهد نهائي معين. يؤدي التفريغ بجهد أقل من المحدد إلى تقليل قدرة بطاريات الرصاص الحمضية وعمرها.

منحنيات تفريغ التيار المستمر عند 25 درجة مئوية

تكلفة

يعد الشحن المناسب أحد أهم الشروط للتشغيل الناجح لبطاريات الرصاص الحمضية مع التنظيم التلقائي للضغط الداخلي. إن اختيار الشاحن المناسب له تأثير مباشر على أداء البطارية وعمرها.

الشحن بجهد ثابت

الشحن بالجهد المستمر هو الطريقة الأكثر استخدامًا. يوضح الشكل أدناه خصائص الشحن للبطارية الهلامية عند شحنها بجهد ثابت قدره 2.40 فولت/خلية عند تيار أولي قدره 0.3 CA.

جدول الشحن بجهد ثابت عند 25 درجة مئوية

• بالنسبة للبطاريات الهلامية، يتم ضبط نطاق جهد شحن الوضع المؤقت في نطاق 2.23-2.28 فولت/خلية (عند 25 درجة مئوية).
• بالنسبة للوضع الدوري، يتم ضبط نطاق جهد الشحن على 2.38-2.42 فولت/خلية (عند 25 درجة مئوية).
• لا تتطلب بطاريات الجل شحنًا معادلاً. الجهد العازل كافٍ للحفاظ على الكتل الأحادية مشحونة بالكامل.

يمكن شراء بطاريات الجل من متجر Realsolar عبر الإنترنت:

شحن على مرحلتين بجهد ثابت

تعد هذه الطريقة من أكثر الطرق فعالية ويوصى بها لشحن بطاريات الرصاص الحمضية بسرعة من خلال التنظيم التلقائي للضغط الداخلي والحفاظ عليها في حالة مشحونة بالكامل (وضع المخزن المؤقت). تظهر خصائص الشاحن للشحن على مرحلتين بجهد ثابت في الشكل أدناه:

خصائص الشحن للشاحن على مرحلتين

في المرحلة "أ" يقتصر التيار على 0.3 CA، ويزداد الجهد عند أطراف البطارية. في المرحلة "B"، يبدأ تيار الشحن في الانخفاض، ويستقر الجهد عند 2.40 فولت/خلية. في هذه المرحلة يصل مستوى شحن البطارية إلى 80%. عندما يصل تيار الشحن إلى مستوى "نقطة التبديل Y"، تتحول دائرة الشحن إلى المرحلة "C"، حيث ينخفض ​​جهد الشحن من 2.40 إلى 2.25 فولت/خلية، وينخفض ​​التيار تدريجيًا إلى الصفر تقريبًا. ينتقل الشاحن إلى وضع المخزن المؤقت.

يعتمد جهد الشحن على درجة الحرارة المحيطة ويجب ضبطه حسب الجدول الموضح في الشكل أدناه:

اعتماد جهد الشحن على درجة الحرارة المحيطة

يتم حساب جهد الشحن (لكل خلية) في وضع المخزن المؤقت بواسطة الصيغة:
شحنة U = 2.25 + (25 - (t + غرادر +1)) 0.0033
يتم حساب جهد الشحن (لكل خلية) في الوضع الدوري بالصيغة:
شحنة U = 2.40 + (25 – (t + غراد t +1)) 0.005

حيث ر – درجة الحرارة المحيطة، درجة مئوية
grad t - التدرج في درجة حرارة خزانة البطارية، درجة مئوية. عند تثبيته على رفوف مفتوحة، يكون grad t = 0.

التخزين وعمر الخدمة

يمكن تخزين بطاريات الجل دون إعادة الشحن لمدة عام واحد في غرفة جافة في درجات حرارة محيطة تتراوح من -35 درجة إلى +60 درجة مئوية.

تم تصميم بطاريات الجل للعمل في الوضع العازل لمدة خمس سنوات (عند 25 درجة مئوية). يوضح الشكل أدناه اعتماد السعة المتاحة للبطارية الهلامية مع مرور الوقت. تتحد الغازات المتولدة داخل البطارية بشكل مستمر وتعود إلى المكون المائي للكهارل. يحدث فقدان السعة ونهاية عمر البطارية نتيجة للتآكل التدريجي للأقطاب الكهربائية.

عمر الخدمة في وضع المخزن المؤقت

يعتمد عمر البطارية أثناء التشغيل الدوري على عدد من العوامل.

وأهمها درجة حرارة التشغيل المحيطة ومعدل التفريغ وعمق التفريغ وطريقة الشحن. يوضح الشكل أدناه تأثير عمق التفريغ على عدد دورات البطاريات الهلامية في الوضع الدوري.

عمر الخدمة في التشغيل الدوري

مع ارتفاع درجة الحرارة، يزداد النشاط الكهروكيميائي للبطارية، ومع انخفاضه، يتناقص. لذلك، مع زيادة درجة الحرارة المحيطة، تزداد سعة البطارية، ومع انخفاض درجة الحرارة، تنخفض. ويوضح الشكل أدناه تأثير درجة الحرارة على السعة المتاحة لبطاريات الجل.

اعتماد السعة على درجة الحرارة المحيطة عند تيارات التفريغ المختلفة

تعد درجة الحرارة المحيطة عاملاً مهمًا يؤثر على عمر البطارية. مع ارتفاع درجة الحرارة، يزيد معدل تآكل الألواح، مما يؤدي إلى عمر خدمة أقصر. يوضح الشكل أدناه اعتماد عمر خدمة بطاريات الجل على درجة الحرارة المحيطة.

اعتماد عمر الخدمة في وضع المخزن المؤقت على درجة الحرارة المحيطة

بطاريات الرصاص الحمضية ذاتية التفريغ، مما يعني أن قدرتها المتاحة تقل بمرور الوقت عند تخزينها.

يتم وصف هذه العملية من خلال الرسم البياني في الشكل:

اعتماد السعة على وقت التخزين

إذا تم تخزين البطاريات لفترة طويلة من الزمن، فيجب إعادة شحنها قبل استخدامها.
لفترة تخزين تصل إلى 6 أشهر، يجب أن تتم إعادة الشحن خلال 4-6 ساعات بتيار مباشر قدره 0.1 CA، أو 15-20 ساعة بجهد ثابت قدره 2.40 فولت/خلية.
إذا كانت فترة التخزين أكثر من 6 أشهر، فيجب إجراء إعادة الشحن لمدة 8-10 ساعات بتيار ثابت قدره 0.1 CA، أو 20-24 ساعة بجهد ثابت قدره 2.40 فولت/خلية.

• تم تصميم البطاريات للتركيب على رفوف معزولة أو في خزانات خاصة للبطاريات في وضع رأسي. يُسمح بتركيب البطاريات في وضع أفقي بألواح رأسية. لا يتطلب المبنى تهوية قسرية.
• إذا لم يتم ضمان تسوية العناصر مباشرة من خلال طريقة التثبيت نفسها، فمن الضروري تسوية العناصر باستخدام الطباشير (سلك التسوية). يتم تحديد المسافة بين الجدران الجانبية المجاورة لكتلتين أحاديتين (طول التثبيت) حسب طول وصلات العبور. بالنسبة للصفوف الطويلة نسبيًا من الكتل الأحادية المركبة، يوصى بالبدء في تسوية طول التثبيت من منتصف الصف المثبت من الكتل الأحادية، بحيث يمكن تسوية تفاوتات التشغيل عند كلا الطرفين. الحد الأدنى الموصى به لفجوة الهواء بين البطاريات هو 5 إلى 10 ملم.
• يتم إجراء التوصيل البيني للبطاريات الفردية باستخدام وصلات وصل صلبة معزولة مثبتة على أعمدة أو وصلات كابل مرنة. يتم ثمل وصلات العبور باستخدام مفتاح عزم الدوران. قم بتطبيق عزم الدوران التالي 20 نيوتن متر ± 1 نيوتن متر.
• في حالة استخدام مجموعتين أو أكثر من البطاريات بالتوازي، يجب أن تكون الأسلاك والكابلات وقضبان التوصيل التي يتم من خلالها توصيل هذه البطاريات بالحمل بنفس الطول ولها نفس المقاومة.

تسلسل تركيب البطاريات في البطارية:

• قم بتوصيل الطرف الموجب للبطارية الأولى بالطرف السالب للبطارية الثانية. وبالتالي، قم بتوصيل جميع البطاريات في مجموعة (المجموعة تعني مجموعة من البطاريات على طبقة واحدة أو في صف واحد من الحامل).
• قم بتوصيل البطاريات في المجموعات المتبقية (إن وجدت) بنفس الطريقة كما في الخطوة 1.
• قم بتوصيل الطرف الأرضي للشاحن أو التحميل بالطرف السالب (إذا كان الأرض سالبًا) للبطارية الأخيرة أو المجموعة الأخيرة.
• إذا كانت هناك مجموعات، قم بتوصيلها معًا، بدءًا من المجموعة الأخيرة (المتصلة بالدبوس الأرضي).
• أخيرًا، قم بتوصيل الطرف الموجب للبطارية الأولى أو المجموعة الأولى بالطرف الموجب للشاحن أو الحمل.
• بعد الانتهاء من أعمال التركيب، يجب ترقيم البطاريات، ويجب تشحيم الأسطح الخارجية للأطراف والوصلات ونقاط الاتصال بطبقة رقيقة من الفازلين التقني أو الشحوم الاصطناعية.

تم تصميم بطاريات جل الرصاص الحمضية للاستخدام في الأماكن المغلقة ذات التهوية الطبيعية، بما في ذلك الغرف المزودة بمعدات المعالجة وموظفي الصيانة، في درجات حرارة تتراوح من -20 درجة مئوية إلى +60 درجة مئوية. تتراوح درجة حرارة تخزين البطارية من -35 درجة مئوية إلى +60 درجة مئوية.

• يتم توفير البطاريات من قبل الشركة المصنعة في حالة مشحونة، ومملوءة بالكهرباء وجاهزة للاستخدام.
• لا ينصح بتركيب البطاريات بالقرب من مصادر الحرارة. نظرًا لأن البطاريات يمكن أن تولد غازات قابلة للاشتعال، فلا ينبغي تركيبها بالقرب من المعدات التي قد تنتج تفريغًا كهربائيًا على شكل شرارة.
• لا تقم بتركيب البطاريات أو تشغيلها في أجواء تحتوي على أبخرة من المذيبات العضوية أو المواد اللاصقة أو تتلامس معها.
• لتعظيم عمر خدمة البطاريات، يجب ألا يتجاوز متوسط ​​قيمة التيار المموج من أي مصدر يتدفق عبر البطارية 0.1 CA، ويجب أن يكون تثبيت جهد الشحن في حدود 1%.
• يوصى دائمًا بتنظيف هيكل البطارية باستخدام قطعة قماش مبللة بالماء. لا تستخدم أبدًا الزيوت والمذيبات العضوية مثل البنزين ومخففات الطلاء وما إلى ذلك لهذه الأغراض.
• لا تقم بتفكيك البطارية. إذا دخل الإلكتروليت إلى عينيك أو جلدك، اشطف المنطقة المصابة على الفور بتيار قوي من الماء الجاري النظيف واستشر الطبيب على الفور.
• قد يؤدي لمس الأجزاء الحية من البطارية إلى حدوث صدمة كهربائية. يجب أن يتم العمل على فحص البطاريات أو صيانتها باستخدام قفازات مطاطية.
• يمكن أن يؤدي استخدام بطاريات مختلفة (سعات مختلفة وتاريخ استخدام مختلف وتواريخ تصنيع مختلفة ومنشؤها شركات مصنعة مختلفة) إلى تلف البطارية نفسها والمعدات المرتبطة بها.

نظام الطاقة العازلة

مع نظام الطاقة هذا بالتوازي مع المقوم UZوالحمل على البطارية ج.ب.(الشكل 2.3). في حالة انقطاع التيار المتردد أو تلف المقوم، تستمر البطارية في تشغيل الحمل دون انقطاع في مصدر الطاقة. توفر البطارية القابلة لإعادة الشحن نسخة احتياطية موثوقة من مصادر الطاقة الكهربائية، بالإضافة إلى ذلك، مع مرشح الطاقة، فإنها تؤدي التجانس اللازم للتموج. مع نظام الطاقة العازلة، هناك ثلاثة أوضاع تشغيل: التيار المتوسط، والنبض، وإعادة الشحن المستمر.

في الوضع الحالي المتوسط(الشكل 2.4) المعدل أوز،متصلة بالتوازي مع البطارية جي في،يوفر تيارًا ثابتًا Iv بغض النظر عن التغييرات في التيار In في الحمل Rn. عندما يكون تيار الحمل صغيرًا، يقوم المقوم بتشغيل الحمل وشحن البطارية بالتيار I3، وعندما يكون تيار الحمل مرتفعًا، يقوم المقوم، جنبًا إلى جنب مع البطارية، التي يتم تفريغها باستخدام التيار Ir، بتشغيل الحمل. أثناء الشحن، يزيد الجهد على كل بطارية ويمكن أن يصل إلى 2.7 فولت، وأثناء التفريغ ينخفض ​​إلى 2 فولت. ولتنفيذ هذا الوضع، يمكن استخدام أبسط المقومات دون أجهزة الضبط التلقائي. يتم حساب تيار المقوم بناءً على كمية الطاقة الكهربائية (أمبير-ساعة) التي يتم إنفاقها على إمداد الحمل بالطاقة خلال النهار. ويجب زيادة هذه القيمة بنسبة 15-25% لتعويض الخسائر الموجودة دائمًا عند شحن البطاريات وتفريغها.

تشمل عيوب الوضع ما يلي: عدم القدرة على التحديد الدقيق لتيار المقوم المطلوب وضبطه، نظرًا لأن الطبيعة الفعلية لتغيير تيار الحمل غير معروفة بدقة على الإطلاق، مما يؤدي إلى الشحن الزائد أو الشحن الزائد للبطاريات؛ عمر بطارية قصير (8-9 سنوات)، بسبب دورات الشحن والتفريغ العميقة؛ تقلبات كبيرة في الجهد عبر الحمل، حيث يمكن أن يختلف الجهد في كل بطارية من 2 إلى 2.7 فولت.

في وضع الشحن النبضي(الشكل 2.5) يتغير تيار المقوم بشكل مفاجئ اعتمادًا على جهد البطارية جي في.في هذه الحالة، المعدل UZ يوفر الطاقة للحمل Rn مع البطارية G فيأو القوى الحمل

الشكل 2.3 - مخطط نظام الطاقة العازلة

الشكل 2.4 - متوسط ​​الوضع الحالي:

أ – رسم بياني ب – الرسم البياني الحالي. ج - اعتماد التيارات والفولتية في الوقت المناسب؛ I З و I Р – على التوالي، تيارات الشحن والتفريغ للبطارية

الشكل 2.5 - وضع الشحن النبضي:

أ – رسم بياني ب – رسم تخطيطي للتيارات والفولتية. ج، د – اعتماد التيارات والفولتية على الوقت

ويعيد شحن البطارية. يتم تعيين الحد الأقصى لتيار المقوم أعلى قليلاً من التيار الذي يحدث خلال ساعة ذروة الحمل، والحد الأدنى للحمل الحالي I V max أقل من الحد الأدنى للحمل الحالي I n.

لنفترض أن المقوم في الوضع الأولي يوفر الحد الأدنى من التيار. يتم تفريغ حزمة البطارية وينخفض ​​الجهد إلى 2.1 فولت لكل خلية. تناوب ريحرر عضو الإنتاج ويحول المقاوم R مع جهات الاتصال الخاصة به . يزداد التيار عند خرج المقوم تدريجيًا إلى الحد الأقصى. من هذه النقطة فصاعدًا، يقوم المقوم بتشغيل الحمل وشحن البطارية. أثناء عملية الشحن، يزداد جهد البطارية ويصل إلى 2.3 فولت لكل خلية. يتم تنشيط التتابع مرة أخرى ص،وينخفض ​​تيار المقوم إلى الحد الأدنى؛ تبدأ البطارية في التفريغ. ثم تتكرر الدورات. تتغير مدة الفترات الزمنية للحد الأقصى والحد الأدنى لتيار المقوم وفقًا للتغير في التيار في الحمل.

تشمل مزايا الوضع ما يلي: بساطة نظام التحكم الحالي عند خرج المقوم؛ حدود صغيرة لتغيرات الجهد على البطارية وعلى الحمل (من 2.1 إلى 2.3 فولت لكل خلية)؛ زيادة عمر خدمة البطاريات حتى 10-12 سنة بسبب دورات الشحن والتفريغ الأقل عمقًا. يستخدم هذا الوضع لتشغيل أجهزة التشغيل الآلي.

في وضع الشحن الهزيل(الشكل 2.6) يتم تشغيل الحمل Rn بالكامل من المقوم UZ.بطارية مشحونة غيغابايتيتلقى تيار إعادة شحن ثابت صغير من المقوم، للتعويض عن التفريغ الذاتي. لتنفيذ هذا الوضع، من الضروري ضبط الجهد عند خرج المقوم بمعدل (2.2 ± 0.05) فولت لكل بطارية والحفاظ عليه مع خطأ لا يزيد عن ±2٪. في هذه الحالة، يكون تيار إعادة الشحن للبطاريات الحمضية هو I p = (0.001-0.002) C N وللبطاريات القلوية I p = 0.01 C N. لذلك، بالنسبة للبطاريات العالية

الشكل 2.6 - وضع الشحن المستمر:

أ – رسم بياني ب – الرسم البياني الحالي. ج - اعتماد التيارات والفولتية على الوقت

لإكمال هذا الوضع، يجب أن يكون لدى المقومات أجهزة دقيقة وموثوقة لتثبيت الجهد. يؤدي عدم الامتثال لهذا المطلب إلى الشحن الزائد للبطاريات أو إلى تفريغها العميق وكبرتها.

تشمل مزايا الوضع ما يلي: كفاءة تركيب عالية إلى حد ما، يتم تحديدها فقط بواسطة المقوم (η = 0.7÷0.8)؛ عمر بطارية طويل يصل إلى 18-20 سنة بسبب عدم وجود دورات الشحن والتفريغ؛ استقرار الجهد العالي عند خرج المقوم. خفض تكاليف التشغيل من خلال الأتمتة وتبسيط صيانة البطارية.

عادة، تكون البطاريات في حالة مشحونة ولا تحتاج إلى مراقبة مستمرة. يؤدي غياب دورات الشحن والتفريغ وتيار إعادة الشحن المحدد بشكل صحيح إلى تقليل الكبريت ويجعل من الممكن زيادة الفترات بين عمليات إعادة الشحن وتفريغ التحكم.

عيب هذا الوضع هو الحاجة إلى تعقيد أجهزة إمداد الطاقة بسبب عناصر التثبيت والأتمتة. يُستخدم هذا الوضع في الأجهزة التي تعمل على تشغيل معدات الاتصالات.