طرق حساب سعة بطارية المولد وشاحن البطارية
للمهندس / علي حسن العشماوي
كيفية حساب واختيار قدرة بطارية المولد
البطاريات التي تستخدم عموما مع المولدات بتكون نوع اسمه
Lead-acid SLI (Starting Lighting and Ignition) batteries
وهذا النوع من البطاريات لن تجد مكتوبا عليه اى قيمة لل Ampere hour rating) AH) ولذلك في هذا النوع لا نستخدم ال Ampere hour rating) AH) عند اختيار قدرة البطارية المناسبة للمولد.
لكن البطاريات التي تحدد قدرتها بال AH فى الغالب تكون من النوع النيكل كادميوم.
كيف نحدد قدرة البطاريات في حالة النوع ال Lead acid ؟
نستخدم مصطلح يسمى ال Cranking Amps (CA) or Cold Cranking Amps (CCA) وهو ما يحدد لنا قدرة البطارية battery's capacity وبنعرف ال CCA كما يلي:
Cold Cranking Amps (CCA): It indicated the discharge rate (measured in amperes) a fully charged battery will maintain at 0 degrees F ( 17.8 degree C) without terminal voltage dropping below 1.2 volts per cell
وهذه القيمة هي التي تؤكد ان البطارية التي قمت بإختيارها سيمكنها تشغيل المولد في بداية تشغيله لأن معدل التفريغ بالامبير يضمن أن البطارية ستظل مشحونة بالكامل وبحيث ان جهد كل خلية فيها لن يقل عن 1.2 فولت.
وقيمة ال CCA هي القيمة التي تجدها في الغالب مذكوره في ال data sheet الخاص بالمولد
لكن كيف نستخدم قيمة ال CCA المذكورة فى كتالوج المولد من أجل إختيار البطارية المناسبة للمولد ؟
المطلوب انك تختار بطارية او مجموعة من البطاريات الموصلة على التوازي بحيث ان مجموع قيم ال CCA الخاصة بهم يكون اعلى من المطلوب في كتالوج المولد
وفي الجداول التالية رقم 1 و 2 محددين قيم ال CCA لانواع مختلفة من البطاريات.
ولكن هل لا نستخدم قيمة AH في أي حسابات ؟؟
لا نحتاجها عند عمل حسابات شاحن البطارية Battery Charger والذي يتم تصميمه بطريقتين كما يلي:
طرق حساب شاحن البطارية Battery Charger
اولا: طريقة ال AH
سنستخدم المعادلة التاليه :
I = ((AH x K)/T) + L
Where:
AH is the ampere-hour capacity of the battery
K is the battery recharge inefficiency constant (1.15 for lead-acid and 1.4 for Ni-Cd)
T is the desired recharge time in hours
L is the number of amperes consumed by the other DC fixed load if any
I is the ampere rating of the battery charger
لكن كيف نحدد قيمة ال T desired recharge time؟
ال 110 NFPA حددت قيمة ال desired recharge time حسب ما يسمى بال Charging Duty كما يلي:
مثال:
T = 24 hours for NFPA 110 Level 1 installations,
T = 36 hours for NFPA 110 Level 2 installations.
مثال :
عندى محرك 15 لتر محتاج بطارية نيكل كادميوم 45 امبير ساعة - احسب السعة الامبيرية المطلوبة للشاحن علما بأن مدة التقويم 45 ثانية وزمن اعادة الشحن 24 ساعة.
I = ((AH x K)/T) + L = ((45 x 1.4)/24) + 0.8 = 3.425 amps
ولكن لا يوجد شاحن بقيمة 3.425 امبير فنأخذ القيمة الاستاندرد الاعلى وهي 6 امبير.
ملحوظة :
يفضل ان يكون قيمة امبير الشاحن تترواح من قيمة ال (الامبير ساعة للبطارية / 5) و (الامبير ساعة للبطارية / 20).
القيم الاستاندرد للشواحن هي 6 - 10 - 15 - 20 - 25 - 30 - 35 وهكذا .
ثانيا : طريقة ال CCA
ستستخدم الجدولين رقم 1 و 2 حتى تحصل منهم على قيمة ال Charger Amps والتى منها ستختار الشاحن بقيمة تيار استاندرد تساوى او اعلى من القيمة المذكورة في الجدول مع مراعاة الملاحظات التالية:
- ال Charging duty المستخدمة هي NFPA 110 Level 1 installations
- طريقة الشحن المستخدمة هى ال Automatic boost charging
- لا يوجد أى DC fixed load وفى حالة وجوده يتم اضافته على القيمة المستخرجة من الجدول قبل حساب قيمة تيار الشاحن.
- اذا استخدمت أكثر من بطارية على التوازى ستأخذ القيمة من الجدول وتضربها في عدد البطاريات قبل عمل حسابات قيمة تيار الشاحن.
- إذا استخدمت بطاريات على التوالى قيمة ال Charger Amp لهم تساوى قيمة البطارية الواحدة ولا تتغير .
- في المولدات الكبيرة يمكن استخدام مجموعات من البطاريات كل مجموعة بطارياتها على التوازي لكن المجموعات موصلة على التوالي ويتم استخدام نفس المبادئ بعاليه عند حساب قيمة تيار الشاحن.
مثال:
- عند استخدام بطاريتين 12 فولت D flooded battery blocks (1050 CCA 4 each) على التوازى تصبح قيمة ال Charger Amps تساوی 2 • 6.9 = 13.8 امبير
لذا يمكن استخدام شاحن بقيمة 15 او 20 امبير
- عند استخدام بطاريتين 12 فولت على التوالى للحصول على نظام تقويم بجهد 24 فولت تصبح قيمة ال Charger Amps تساوی نفس قيمة ال Charger Amps للبطارية الواحدة = 6.9 امبير
لذا يمكن استخدام شاحن بقيمة 10 او 15 امبير
عند استخدام بطاريات على التوازي فان
الفولت الاجمالي = فولت البطارية الواحدة
ال CCA الاجمالي = ال CCA للبطارية الواحدة * عدد البطاريات
ال AH الاجمالي = ال AH للبطارية الواحدة * عدد البطاريات
- عند توصيل بطاريات على التوالي فان
الفولت الاجمالي = فولت البطارية الواحدة * عدد البطاريات
ال CCA الاجمالي = ال CCA للبطارية الواحدة
ال AH الاجمالي = ال AH للبطارية الواحدة