Acquy chì gồm có các bản cực bằng Chì và Ôxit chì ngâm trong dung dịch Axit Sunfuric. Các bản cực thường có cấu trúc phẳng, dẹp, dạng khung lưới, làm bằng hợp kim Chì - Antimone, có nhồi các hạt hóa chất tích cực. Các hóa chất này khi được nạp đầy là Đioxit chì ở cực dương, và chì nguyên chất ở cực âm.
Các bản cực được nối với nhau bằng những thanh chì ở phía trên, bản cực dương nối với bản cực dương, bản cực âm nối với bản cực âm.
Trước khi dùng làm nguồn điện ta phải nạp điện cho Acquy. Khi nạp điện cho Acquy người ta cho dòng điện một chiều đi vào Acquy. Dung dịch Axit sunfuric bị điện phân, làm xuất hiện Hiđrô và Ôxit ở hai bản chì. Ở bản nối với cực
âm của nguồn điện Chì ôxit (PbO2) bị khử mất Ôxi và thành Chì Pb. Bản này sẽ
thành cực âm của Acquy. Còn ở bản nối với cực dương của nguồn điện thì có Ôxit
bám vào, Ôxi hóa Pb3O4 thành Chì điôxit (PbO2). Bản này sẽ trở thành cực dương
của Acquy. Khi hai cực đã trở thành Pb và PbO2 thì giữa chúng có một hiệu điện
thế. Acquy trở thành nguồn điện và bây giờ tự nó có thể phát ra dòng điện.
Khi ta nối hai cực của Acquy bằng một dây dẫn thì dòng điện chạy trong dây sẽ có chiều ngược với dòng điện lúc nạp vào Acquy. Dòng điện này sẽ gây ra quá trình hóa học ngược lại, dung dịch Axit lại bị điện phân nhưng lần này các iôn
chuyển dời ngược chiều với lúc đầu: Hiđrô sẽ chạy về bản PbO2 và khử Ôxi, làm
cho bản này chở thành Chì ôxit (PbO). Cho đến khi hai cực đã hoàn toàn giống nhau thì dòng điện tắt. Bây giờ muốn Acquy lại phát điện, ta phải nạp điện cho nó
Chương III: Lý thuyết hệ thống Điện Mặt Trời
Dung lượng của Acquy là lượng điện (điện tích) mà Acquy đó sau khi đã được nạp đầy sẽ phát ra được trước khi hiệu điện thế giảm xuống đến mức ngừng (là mức mà không nên bắt Acquy phát điện tiếp, nếu cứ để Acquy phát điện ở dưới mức ngừng thì sẽ giảm tuổi thọ của Acquy). Với Acquy chì thông thường thì mức ngừng là 1,67V cho mỗi ngăn; hay là 10V cho cả 6 ngăn.
Dung lượng của bình Acquy thường được tính bằng Ampe giờ (Ah). Ah đơn giản chỉ là tích số giữa dòng điện phóng với thời gian phóng điện. Thông số dung lượng của Acquy do nhà sản xuất công bố thường được tính khi phát điện với dòng điện nhỏ trong 20 giờ.
Ví dụ: Acquy 100Ah phát điện với dòng điện 5A sẽ dùng được trong 20 giờ.
3.2.2 Các phương pháp phóng và nạp Acquy.
3.2.2.1 Phóng điện Acquy.
Phóng điện có thể tiến hành vào bất kỳ thời điểm nào và bất kỳ dòng điện nào nhỏ hơn trị số ghi trong bảng chỉ dẫn của nhà chế tạo.
Khi phóng điện bằng chế độ 3 giờ hoặc dài hơn, có thể phóng liên tục cho đến khi điện thế ở mỗi ngăn giảm xuống đến 1,8V.
Khi phóng với chế độ 1,2 giờ thì ngừng phóng khi điện thế ở mỗi ngăn xuống đến 1,75V.
Khi phóng với dòng điện nhỏ thì không xác định việc kết thúc phóng theo điện thế. Trong trường hợp này, việc kết thúc phóng được xác định theo tỷ trọng chất điện phân. Việc phóng được kết thúc khi tỷ trọng giảm đi từ 0,03 đến 0,06
g/cm3 so với tỷ trọng ban đầu. (Nhưng cũng không được để điện thế mỗi ngăn giảm
xuống thấp hơn 1,75V).
3.2.2.2 Nạp điện Acquy.
Việc nạp Acquy lần sau được tiến hành sau khi phóng thử dung lượng Acquy nhưng không được quá 12 giờ tính từ lúc ngừng phóng.
Phương pháp như sau:
• Nạp với dòng điện không đổi. • Nạp với dòng điện giảm dần. • Nạp với điện thế không đổi.
a. Nạp với dòng điện không đổi.
Việc nạp có thể tiến hành theo kiểu 1 bước hoặc 2 bước.
- Nạp kiểu 1 bước: Để dòng nạp không vượt quá 12 % của dung lượng phóng mức 10 giờ tức là 0,12 x C(10).
- Nạp kiểu 2 bước:
Bước 1: Để dòng điện nạp bằng dòng điện định mức của thiết bị nạp, nhưng không vượt quá 0,25 x C(10). Khi điện thế tăng lên đến 2,3V - 2,4V thì chuyển sang bước 2.
Bước 2: Để dòng điện nạp không vượt quá 0,12 x C(10). Đến cuối thời gian nạp, điện thế Acquy đạt đến 2,6V - 2,8V, tỷ trọng Acquy tăng lên đến 1,200 - 1,210
g/cm3, giữa các bản cực Acquy quá trình bốc khí xảy ra mãnh liệt. Việc nạp được
coi là kết thúc khi điện thế và tỷ trọng của Acquy ngừng tăng lên trong khoảng 1 giờ, và các Acquy sau khi nghỉ nạp 1 giờ khi nạp lại sẽ sôi ngay tức thì.
Thời gian nạp đối với Acquy đã được phóng hoàn toàn theo kiểu nạp 1 bước với dòng 0,12 x C(10) mất khoảng 12 giờ, còn nạp 2 bước với dòng 0,25 x C(10) và 0,12 x C(10) mất khoảng 7-8 giờ. Ở các giá trị mà dòng điện nạp nhỏ hơn thì thời gian nạp phải tăng lên tương ứng.
b. Nạp với dòng điện giảm dần.
Tiến hành nạp giống như phần trên, nhưng với dòng điện giảm dần, ban đầu 0,25C(10) và sau đó 0,12 x C(10). Ở giá trị dòng nạp nhỏ: thời gian tương ứng được tăng lên. Dấu hiệu kết thúc nạp cũng giống như trường hợp nạp với dòng điện không đổi.
c. Nạp với điện thế không đổi.
Nạp với điện thế không đổi được tiến hành với thiết bị nạp làm việc với chế độ ổn áp. Điện thế được chọn trong giới hạn từ 2,2V- 2,35V và được duy trì ổn định trong suốt quá trình nạp. Thời gian nạp độ vài ngày đêm. Trong 10 giờ nạp đầu tiên, Acquy có thể nhận được tới 80% dung lượng bị mất khi phóng.
Khi tỷ trọng chất điện phân giữ nguyên trong 10 giờ thì có thể ngừng nạp.
d. Nạp thay đổi với điện thế không đổi.
Việc nạp được tiến hành theo 2 bước:
Bước 1: Dòng điện nạp được hạn chế ở 0,25 x C(10), còn điện thế thay đổi tự do cho đến khi tăng lên đến 2,2V-2,35V thì chuyển sang bước 2.
Chương III: Lý thuyết hệ thống Điện Mặt Trời
Bước 2: Nạp với điện thế không đổi.
* Chế độ nạp thường xuyên.
Đối với các loại bình Acquy tĩnh điện, việc vận hành Acquy được tiến hành theo chế độ phụ nạp thường xuyên. Acquy được đấu vào thanh cái một chiều song song với thiết bị nạp. Nhờ vậy, tuổi thọ và độ tin cậy của Acquy tăng lên và hạ thấp cho phí bảo dưỡng. Ở chế độ phụ nạp thường xuyên cần duy trì điện thế trên mỗi Acquy là 2,2 ± 0,5V để bù trừ sự tự phóng và duy trì Acquy ở trạng thái luôn được nạp đầy.
Dòng điện phụ nạp thông thường được duy trì từ 50-100mA cho mỗi 100Ah dung lượng. Ở chế độ phụ nạp này, điện thế trên Acquy phải dược duy trì tự động trong khoảng ± 2%.
* Chế độ phóng nạp xen kẽ.
Acquy làm việc ở chế độ phóng nạp xen kẽ là Acquy thường xuyên cấp vào phụ tải sau khi đã ngưng nạp. Sau khi phóng đến một giá trị nào đó thì phải nạp trở lại. Trường hợp sử dụng Acquy không nhiều thì mỗi tháng phải tiến hành phụ nạp với dòng điện không đổi là 0,1 x C(10). Việc nạp lại này nhằm loại trừ việc Sunfat hóa ở các bản cực.
Dòng điện nạp vào khoảng 10% - 15% dung lượng Acquy. Ví dụ: Dung lượng Acquy 75Ah thì cần dòng nạp từ 7,5A - 10A và nạp khoảng 8h - 10h sẽ đầy.
Thời gian sử dụng phụ thuộc vào khả năng cung cấp của Acquy và mức độ sử dụng tải là lớn hay nhỏ. Có thể xác định được thời gian cấp điện là T(giờ) khi chạy tải cố định là P(W) và Acquy cung cấp có dung lượng là C(Ah) bằng công thức sau: T = P 0,75 x C x V (3.10)
Trong đó: T(giờ) là thời cấp điện của bộ sạt
(VDC) là điện áp của bình Acquy 12V hoặc 24V
A(Ah) là dòng điện của bình Acquy 0,75 là hiệu suất của bình Acquy P(W) là công suất sử dụng thực tế
3.3 Các thiết bị bảo vệ, điều khiển. 3.3.1 Bộ điều khiển phóng/nạp. 3.3.1 Bộ điều khiển phóng/nạp.
Là thiết bị điện tử có chức năng kiểm soát quá trình phóng nạp của Acquy nhằm bảo vệ không để cho Acquy nạp quá “no” hoặc phóng điện quá “kiệt”. Được thiết kế theo các thông yêu cầu sau:
- Ngưỡng điện thế cắt trên Vmax : Vmax là giá trị hiệu điện thế trên 2 cực của Acquy đã được nạp no, dung lượng đạt 100%, nếu tiếp tục nạp sẽ gây hư hỏng Acquy. Bộ điều khiển được tự động cắt hoặc hạn chế dòng nạp từ dàn pin khi V=
Vmax . Khi hiệu điện thế Acquy giảm dưới giá trị ngưỡng thì tự động đóng mạch lại.
- Ngưỡng điện thế cắt dưới Vmin : Vmin là giá trị hiệu điện thế trên 2 cực của Acquy đã phóng gần hết điện ( đối với Acquy chì là 30%), nếu tiếp tục phóng
điện sẽ gây hư hỏng Acquy. Bộ điều khiển tự động cắt điện nếu V Vmin đến khi V
tăng lên trên giá trị ngưỡng thì tự động đóng lại mạch.
3.3.2 Inverter (biến đổi DC/AC)
Bộ biến đổi điện (Inverter) biến đổi dòng một chiều DC thành dòng xoay chiều AC . Được thiết kế theo các thông số:
- Điện thế vào một chiều Vin
- Điện thế ra xoay chiều Vout
- Tần số và dạng dao động điện 50 ~ 60Hz (ở Việt Nam là 50Hz)
- Dạng sóng ra: Sóng vuông, sóng sin…(nếu sử dụng động cơ thì phải chọn loại có dạng sóng hình sin chuẩn).
Hiện trên thị trường có rất nhiều bộ Inverter biến đổi DC/AC đáp ứng các yêu cầu trên. Chú ý : lắp đặt Inverter phải đặt gần với Acquy để tránh sụt điện áp trên đường dây dẫn nối.
3.3.3 Các diod bảo vệ.
Để bảo vệ dàn pin khỏi các trường hợp một vài pin hoặc modun hư hỏng và tránh dòng ngược từ Acquy vào dàn pin khi không có nắng hoặc trời tối…Người ta dùng các diot bảo vệ mắc song song và nối tiếp .
Chương III: Lý thuyết hệ thống Điện Mặt Trời
3.3.4 Khung giá, hộp nối và dây điện…
Khung, giá đở giúp cố định các tấm Pin trên mái nhà, liên kết các tấm Pin với nhau thành từng dãy phủ kín trên bề mặt, được bán kèm với các tấm Pin Mặt Trời hoặc mua ngoài thị trường, nhưng phải đảm bảo đúng kích cở và tương thích với nhau.
Khi lắp đặt ta dùng các đầu nối riêng tháo lắp dễ dàng, tính toán lựa chọn dây dẫn có tiết diện thích hợp chịu được dòng điện của hệ thống.
Ngoài ra còn nhiều phụ kiện kèm theo như: Ống, công tắc, bảng điện, Vaseline, Domino, ổ cắm… Để lắp hoàn chỉnh hệ thống Điện Mặt Trời
Ngoài ra ta cũng cần lắp thêm thiết bị chống sét nhằm duy trì sự hoạt động của hệ thống, các thiết bị chống sét là những thành phần không thể thiếu giúp hệ thống hoạt động ổn định trong các điều kiện thời tiết khắc nghiệt như ở nước ta.
Tải
Modun Modun Modun Modun
Modun Modun Modun Modun