Bateriová úložiště pro záložní zdroje nebo UPS jsou dnes standardním vybavením většiny podniků. Aby se zabezpečila správná funkčnost v krizovém stavu, je nutné baterie pravidelně kontrolovat.
Každý si jistě vybaví dlouhé hodiny nabíjení a vybíjení, které jsou s kontrolami často spojeny. Takové kontroly nelze provádět často, jak tedy včas odhalit stárnoucí baterie a zamezit předčasnému poškození celého bloku?
Určení přesného stavu baterií
Pro přesné zjištění zdravotního stavu baterií včetně samotné kapacity je nezbytný úplný test, kdy se měří napětí při plné kapacitě až po napětí při úplném vybití. Tento test lze provést buď připojením k externí zátěži s přednastaveným vybíjecím proudem nebo připojením aktivních elektrických spotřebičů a jejich napájením z UPS. U druhé varianty lze vybíjecí kapacitu baterií určit na základě hodnot reálné spotřeby. S vhodným měřícím přístrojem lze zaznamenávat hodnoty během celého procesu a vyhodnocovat celkové křivky průběhu napětí.
Výsledkem testu je komplexní obraz o aktuálním stavu baterie. Každé takové invazivní měření nicméně trochu zkrátí životnost baterie, a navíc nese rizika závažného poškození bloků při neodborné obsluze. Je tedy vhodné takovou revizi provádět jednou za delší časový interval, například jednou za rok.
Průběžné měření
Mezi pravidelným testováním kapacity lze stav baterie kontrolovat i bez zdlouhavého vybíjení, a to pomocí měření elektrického a elektrochemického odporu. Protože vodivost baterie s pokročilým stárnutím klesá, například v důsledku koroze a sulfatace olověných elektrod, zvýšený vnitřní odpor indikuje sníženou kapacitu nabíjení a vybíjení. Předpokladem pro validní měření odporu je stanovení jeho počáteční hodnoty, pokud možno hned při uvedení bateriového úložiště do provozu. Pomocí této referenční veličiny lze měřit stupeň stárnutí baterie v následných testech v průběhu času i v aktuálním srovnání propojených bateriových bloků.
Ke korektnímu měření vnitřních odporů je zapotřebí vysoká přesnost. Změny odporů jsou patrné až v řádech miliohmů. Je tedy vhodné použít 4-vodičovou metodu měření, například pomocí Kelvinových sond.
V praxi se ukázalo, že změna vnitřního odporu o více než 30 % vůči původní hodnotě ukazuje na vadné bloky. Průběžným měřením odporu lze navíc nalézt vadné baterie mnohem dříve, než je ukáže test kapacity. Díky častému měření se tak snižuje riziko poškození okolních baterií vlivem přenosu zátěže z vadných kusů na okolí.
Elektrické a elektrochemické faktory
Za účelem změření odporu je přiveden do baterie střídavý proud a z výsledné napěťové odezvy se vypočte impedance. Pro získání informací o stavu kovových vodivých spojů (korozní účinky, tvorba dendritů) a o vodivosti elektrolytu se skutečná elektrická impedance měří při vysokých frekvencích.
Kromě uvedeného měření je třeba vyhodnotit také vliv elektrochemického odporu na kapacitu baterie. Klíčovým indikátorem pro baterie, je odpor toku proudu na rozhraní elektroda a elektrolyt, označovaný jako reakční odpor nebo odpor přenosu náboje (RCT – Resistance Charge Transfer). Jeho hodnota silně závisí na povaze a struktuře materiálu aktivní desky, tj. na její poréznosti. K určení RCT lze provést měření stejnosměrného odporu. Zvýšené hodnoty RCT během udržovacího nabíjení indikují, že blok se nabíjí se zvýšenými ztrátami nebo pouze v omezené míře.
Vzhledem k tomu, že výrazné zvýšení vnitřního odporu lze detekovat až od úrovně vybití kolem 50 %, je dobrým způsobem k přesnějšímu určení stavu nabití a vybití uzavřených baterií měření hustoty. Hustota kyseliny, která se v důsledku postupného vysychání snižuje, koreluje s klesající nabíjecí a vybíjecí kapacitou v důsledku stárnutí.
Komplexní řešení pro měření olověných baterií poskytuje METRACELL BT PTO od společnosti Gossen Metrawatt.
GMC – měřicí technika, s.r.o.
Fügnerova 2316/1a, 678 01 Blansko
Tel.: +420 516 482 623
Mob.: +420 602 241 653
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
www.gmc.cz
