Аккумуляторы с высоким уровнем приема заряда

Если наложить график потребляемой винтом мощности на диаграмму удельного расхода топлива, то видно, что при любых оборотах вала винт недогружает двигатель.  То же самое происходит, когда двигатель работает только для привода генератора, снабжающего энергией бортовое оборудование. В обоих случаях из-за недостаточной нагрузки эффективность двигателя низка, а расход топлива выше нормы.

Нагрузку можно увеличить, если во время работы двигателя включать мощное электрооборудование. Однако этот способ требует постоянного внимания человека и действует только в течении короткого промежутка времени. Более универсальный механизм – нагрузить двигатель до уровня максимальной эффективности и сохранять разницу между вырабатываемой и потребляемой энергией в аккумуляторных батареях. Это можно сделать с помощью выносного регулятора напряжения или работающего от генератора зарядного устройства постоянного тока

График удельного расхода топлива для морского турбодизеля мощностью 55 кВт
График удельного расхода топлива для морского турбодизеля мощностью 55 кВт (75 л.с) и кривая мощности винта. Оптимальная удельная эффективность 230 г/кВт

Больше всего для этих целей подходят AGM, TPPL и литиевые аккумуляторы. Они обладают высокой скоростью приема заряда и способны быстро накапливать излишки вырабатываемой энергии. Допустимый ток заряда у некоторых моделей AGM аккумуляторов при 50% разряде и напряжении 14,4 вольт равен емкости, а при напряжении 14,8 вольт превышает ее. К сожалению, у всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов, скорость приема заряда падает, как только заряд аккумулятора приближается к 100%. Литий ионные аккумуляторы допускают ток равный емкости вплоть до полной зарядки аккумулятора.

Аккумулятор поглотит излишки энергии, вырабатываемой двигателем, если будет находится в частично разряженном состоянии. Но поскольку не полностью заряженные аккумуляторы раньше времени выходят из строя из-за сульфатации, необходим механизм, который будет их регулярно заряжать и разряжать. При этом специально для зарядки батарей двигатель запускать нельзя, высокий удельный расход топлива делает из него неэффективное зарядное устройство.

Уровень приема заряда AGM и TTPL аккумуляторов
Зависимость допустимого тока заряда AGM и TPPL аккумуляторов от уровня разряда

В идеале электрическая система должна работать следующим образом. Генератор, подключенный к двигателю внутреннего сгорания, служит источником электрической энергии для установленной на борту нагрузки и заряжает аккумуляторную батарею. Каждый раз, когда скорость приема заряда аккумуляторами уменьшается, а удельный расход топлива возрастает, двигатель выключается, и система переключается на работу от аккумуляторной батареи. По мере ее разряда допустимый ток зарядки возрастает, и в определенный момент двигатель включается вновь. Оптимально нагруженный двигатель работает до тех пор, пока аккумуляторы не зарядятся. Затем ситуация повторяется.

Основанную на таком подходе систему, строят на основе инвертора, а чтобы использовать сохраненную энергию для движения, дополнительно к двигателю внутреннего сгорания устанавливают электромотор.

Аккумуляторные батареи служат эффективным энергетическим буфером, если работают совместно с устройством зарядки, которое в полной мере использует способность аккумуляторов принимать высокий ток. Однако часто мощности установленного генератора или зарядного устройства не хватает и это ограничивает использование гибридных систем.

Поддержание высокой нагрузки — единственное соображение, которое необходимо учитывать, когда стоит задача сократить затраты на топливо и уменьшить амортизацию двигателя, используемого для выработки энергии. Аккумуляторы с высоким уровнем приема заряда служат важным элементом для достижения этой цели.

Задайте вопрос,

и получите консультацию по электрооборудованию для катера, яхты, автодома или кемпера

Ваше имя

Ваш e-mail

Сообщение

captcha