Projektowanie banku magazynującego dla stacji pogodowej lub geozagrożeń to najpierw problem zimowy, a dopiero potem letni: każdy system da się uruchomić w lipcu, ale ten sam system musi podtrzymywać instrumenty i radio przez krótkie grudniowe dni, panele pokryte śniegiem, pracę grzałek i zimne, nasiąknięte chłodem ogniwa. Ten drugi artykuł przekształca profil obciążenia zimnego klimatu w konkretny projekt pakietu niklowo-wodorkowego. Przebiega przez bilans energetyczny najgorszego miesiąca, wymiarowanie banku i zestawu fotowoltaicznego pod obciążenie grzałki i największy deficyt sztormowy, a nie pod średnią roczną; wybór konfiguracji szeregowej dla szyny instrumentów; izolację i termiczne usytuowanie pakietu, by utrzymać go w jego sprawnym zakresie; wykorzystanie zdolności NiMH do przyjęcia części ładunku poniżej punktu zamarzania tam, gdzie litowo-jonowy nie może; wymiarowanie rezerwuaru kondensatorowego dla impulsów radiowych i rozruchowych grzałki; oraz uczciwe obniżanie pojemności względem temperatury. Wynikiem jest metoda projektowania, której każdą liczbę można sprawdzić w teście odtwarzania zimy, a nie względem optymistycznej średniej rocznej.
Decydujące obliczenie używa najgorszego miesiąca, nie średniego roku. Wypisz obciążenia pomiaru, rejestrowania, komunikacji i – co decydujące – ogrzewania z ich zimowymi cyklami pracy, oblicz dzienne zapotrzebowanie w watogodzinach w najzimniejsze, najkrótsze dni, porównaj je z realistycznie pozyskaną energią fotowoltaiczną z uwzględnieniem strat śniegowych i niskiego kąta słońca, i wymiaruj bank tak, by pochłonął skumulowany deficyt najdłuższej oczekiwanej sekwencji sztormów. Bank wymiarowany pod roczne nasłonecznienie, co przewidywalne, zawiedzie w najgorszym miesiącu.
Praca grzałki jest modelowana jawnie na podstawie nastaw termostatu i oczekiwanych godzin oblodzenia, a nie traktowana jako stały procent, ponieważ dominuje w zimowym zapotrzebowaniu. Pojemność NiMH dobiera się następnie tak, by nawet po obniżeniu z powodu zimna i docelowym limicie głębokości rozładowania bank niósł ten najgorszy deficyt sztormowy z marginesem. Budowanie modelu w watogodzinach i sprawdzanie go względem lokalnej historii meteorologicznej zapobiega dwóm częstym awariom – zbyt optymistycznemu założeniu słonecznemu i zapomnianemu obciążeniu grzałki.
Szyny instrumentów i rejestratorów różnią się, a liczbę szeregową dobiera się tak, by utrzymać regulator w regulacji przez napięcie NiMH na końcu rozładowania, blisko jednego wolta na ogniwo. Nominalną szynę instrumentów 3,6 wolta lub 5 woltów typowo zasila bank trzech do pięciu ogniw przez przetwornicę buck-boost o niskim prądzie spoczynkowym; szyny grzałek o wyższym napięciu mogą używać więcej ogniw lub osobnego sterownika. Gałęzie równoległe dodają zimową pojemność i zapewniają łagodną degradację w miarę starzenia się ogniw.
Ponieważ dokładność pomiaru w stacji klasy WMO zależy od czystego zasilania, projekt mocy oddziela hałaśliwe obciążenia grzałki i radia od wrażliwej analogowej szyny czujników filtrowaniem i, gdzie trzeba, osobną regulacją. Niska impedancja banku NiMH pomaga: dostarcza prąd rozruchowy grzałki i impuls radiowy bez ściągania szyny czujników, a lokalne odsprzężenie plus rezerwuar impulsów utrzymują pomiary wysokiej rozdzielczości wolne od szumu wywołanego zasilaniem, który inaczej mógłby pojawić się jako fałszywa zmiana czujnika.
Zarządzanie temperaturą kupuje efektywną pojemność za darmo. Umieszczenie banku NiMH w termicznie buforowanym, izolowanym przedziale – z użyciem masy termicznej obudowy, izolacji i czasem skromnego ciepła generowanego przez ładowanie i rozładowanie – utrzymuje ogniwa cieplejsze niż otoczenie i obniża ich efektywną impedancję przez najzimniejsze noce. Projekt unika zarówno ekstremalnego zimna, jak i letniego słonecznego gorącego punktu, który przyspieszyłby starzenie kalendarzowe, dążąc do umiarkowanego pasma, w którym NiMH działa i żyje najlepiej.
Aktywne ogrzewanie przedziału baterii stosuje się oszczędnie, ponieważ konkuruje o ten sam budżet energetyczny, który chroni; preferuje się pasywną masę termiczną i izolację, z małą grzałką termostatowaną tylko w miejscach, które w przeciwnym razie spadłyby poniżej sprawnego minimum pakietu. Ogrzewanie czujników i anemometru, niezbędne eksploatacyjnie, trzymane jest elektrycznie osobno i cyklicznie przełączane. Strategia termiczna i wymiarowanie elektryczne projektowane są razem, ponieważ cieplejszy pakiet jest efektywnie większym pakietem.
Charakterystyczna szansa projektowa z NiMH to ładowanie na zimno. Bank litowo-jonowy musi odmawiać ładowania poniżej zera stopni, by zapobiec osadzaniu się litu, co oznacza, że nie może zmagazynować energii z jasnego, zimnego zimowego poranka; bank NiMH, w ramach określonego przez producenta limitu prądu ładowania na zimno, może przyjąć tę energię. Sterownik ładowania skonfigurowany jest z konserwatywnym, kompensowanym temperaturowo profilem, który podnosi margines bezpieczeństwa prądu ładowania wraz ze spadkiem temperatury, używa -delta-V lub termicznego zakończenia dla każdego istotnego ładowania i nigdy nie przekracza określonego zimowego wejścia ogniwa.
Zamienia to każdą zimową przerwę w pogodzie w odzyskany stan naładowania i jest szczególnie cenne dla stacji geozagrożeń, które muszą uzupełniać ładunek między sztormami. Sterownik rejestruje zdarzenia ładowania względem temperatury, by operator mógł potwierdzić, że bank rzeczywiście uzupełnia się na zimnie, a nie po cichu słabnie. W połączeniu z ogniwami niskiego samorozładowania rezultatem jest bank, którego zimowy bilans energetyczny domyka się tam, gdzie reguła systemu litowego „bez ładowania poniżej zamarzania” pozostawiłaby go na mieliźnie.
Salwy radiowe, transmisje satelitarne i rozruchy styczników grzałki pokrywa lokalny rezerwuar kondensatorowy wymiarowany na podstawie energii impulsu i dopuszczalnego spadku, tak że gałęzie NiMH dostarczają energię średnią, podczas gdy kondensator dostarcza prąd chwilowy – układ, który liczy się najbardziej, gdy zimno podnosi impedancję ogniw. Rezerwuar jest oceniony dla środowiska niskotemperaturowego, ponieważ ESR kondensatora również rośnie na zimnie.
Pojemność obniżana jest względem jawnie zmierzonej krzywej zimna, a nie pojedynczej liczby z tabliczki znamionowej: projekt uzyskuje frakcję pojemności pokojowej dostępnej przy minimalnej temperaturze roboczej miejsca i wymiaruje od tego, pozostawiając zapas, by stacja nigdy nie pracowała na ostrzu odcięcia. To uczciwe obniżenie, udokumentowane na podstawie danych ogniw, to różnica między stacją, której zimowa autonomia zgadza się z przewidywaniem, a taką, której luki w danych pojawiają się dopiero po pierwszym silnym mrozie.
Projekt waliduje się odtwarzając zimę na stanowisku: komora termiczna cyklicznie prowadzi pakiet przez zakres temperatur miejsca, obciążenie elektroniczne odtwarza prądy pomiaru, grzałki i radia, a programowalne źródło odtwarza słaby, przerywany zimowy sygnał słoneczny, w tym okna ładowania poniżej zamarzania. Kryteria zaliczenia są jawne – szyna czujników pozostaje czysta przy każdej salwie, bank przetrwa najgorszy deficyt sztormowy powyżej odcięcia i w pełni odzyskuje sprawność po powrocie nasłonecznienia.
Dłuższy test starzenia cyklicznego, prowadzący płytką codzienną orbitę przez równoważnik sezonów polowych, potwierdza, że pojemność i impedancja pozostają w granicach i że dopasowane ogniwa pozostają zbalansowane. Projekty, które przejdą zarówno odtwarzanie, jak i test starzenia – a następnie formalną kwalifikację w ostatnim artykule – to te, które dostarczają ciągłych obserwacji klasy WMO i wiarygodnych alarmów geozagrożeń przez powtarzające się zimy bez niezrównoważonej konserwacji.
Weijiang Power projektuje i produkuje szczelne ogniwa niklowo-wodorkowe i dopasowane pakiety przemysłowe dla zdalnego, poza siecią i związanego z bezpieczeństwem sprzętu oraz wspiera partnerów OEM plikami wydajności IEC 61951-2, dowodami bezpieczeństwa IEC 62133-2, charakteryzacją obciążeń impulsowych, testami szerokiego zakresu temperatur i wspólną walidacją ładowarka/pakiet. Podaj nam swój cykl pracy, prąd szczytowy, obwiednię temperatur, cel autonomii i normy, które musi spełniać twój produkt, a nasi inżynierowie określą kombinację ogniwa-i-pakietu chroniącą czas pracy, niezawodność i żywotność. Przejrzyj asortyment na stronie produktów.
