Эффективность аккумуляторов
Кулоновская эффективность аккумуляторов — это отношение отданных аккумулятором ампер часов к ампер часам, полученным им от зарядного устройства во время зарядки. Несмотря на частое использование этот показатель дает плохое представление о потерях в аккумуляторе.
Рассмотрим TTPL аккумулятор емкостью 100 Ач, эффективность которого составляет 97%. Разрядим, а затем вновь полностью зарядим его. При заявленной эффективности для полной зарядки батареи потребуется энергия равная 103% номинальной емкости. Кулоновская эффективность в этом случае составит (100 Ач / 103 Ач) × 100 = 97%.
Предположим, что среднее напряжение во время разряда составляет 12,4 вольта, а во время зарядки — 14,4 вольта. Тогда во время разрядки аккумулятор отдаст 100 Ач × 12,4 вольт = 1240 ватт-часов (Втч) энергии, а во время зарядки получит 103 Ач × 14,4 вольт = 1,483 Втч. Таким образом его энергоэффективность окажется равной (1 240 / 1,483) × 100 = 84%.
Учитывая, что напряжение разряда и зарядки сильно изменяется в зависимости от типа аккумулятора, его возраста, температуры, скорости разряда и зарядки, а также многих других факторов, подсчет ампер часов — это неточный способ определения эффективности аккумулятора. Более точный результат дает измерение ватт-часов.
Однако при переходе на Втч оказывается, что обычные свинцово-кислотные аккумуляторы с жидким электролитом эффективны только на 60%. Это значит, что 40% передаваемой им энергии, рассеивается во время зарядки и разряда. Потери в гелевых аккумуляторах меньше. Эффективность AGM аккумуляторов составляет 70 — 80%, а TPPL батарей от 80% до 85%.
Кулоновская эффективность литий-ионных аккумуляторов — 100%. Учитывая, что во время заряда и разряда напряжение у литиевых аккумуляторов остается почти постоянным, их кулоновская эффективность точнее описывает использование энергии, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов. Однако с учетом потерь в системе управления (BMS) эффективность литий-ионных батарей — 90 — 95%.
Любые аккумуляторы, работающие при высокой нагрузке, особенно свинцово-кислотные аккумуляторы, необходимо хранить в хорошо проветриваемом прохладном помещении. Срок службы аккумуляторов, в том числе литий-ионных, будет меньше, если они эксплуатируются при высокой окружающей и внутренней температуре.
Потери в аккумуляторах проявляются в виде тепла и их необходимо учитывать при расчете стоимости энергии. Потери возрастают при высокой скорости заряда и разряда, с увеличением возраста и на заключительных этапах зарядки.
Например, если 12-вольтовый аккумулятор с жидким электролитом, заряжают током 100 А, то во время зарядки он получит 100 ампер × 14,4 вольт = 1440 Вт. Если потери аккумулятора составляют 20%, то за это время выделится 1,440 × 0,2 = 288 Вт тепла. Если это тепло не рассеивается, температура аккумулятора повысится до опасного высокого уровня и приведет к выходу батареи из строя
