SỬ DỤNG ACQUY TRONG KÍCH ĐIỆN
20/08/2018
SỬ DỤNG ACQUY TRONG KÍCH ĐIỆN
Phần này sẽ trình bày việc tính toán chọn dung lượng acquy trong cho kích điện của bạn để phù hợp với nhu cầu sử dụng và đảm bảo tiện lợi, tiết kiệm.
Tính toán chọn dung lượng acquy
Dung lượng acquy thể hiện khả năng lưu trữ điện năng của acquy, dung lượng càng lớn thì khả năng lưu trữ càng nhiều. Để phát được thời gian lâu thì dung lượng acquy phải đủ lớn, nhưng càng lớn thì chi phí phải càng cao, do đó vấn đề quan tâm là tính toán dung lượng bao nhiêu để phù hợp với số tiền đầu tư. Mặc dù rằng công thức tính toán này đã được trình bày trong các bài trước hoặc bạn đã gặp nhiều trên Internet, nhưng tôi vẫn trình bày lại ở đây và có thêm một chút lưu ý về lựa chọn hệ số để đảm bảo tăng độ bền sử dụng acquy.
Tham số để tính toán bao gồm: Công suất sử dụng trung bình (tính theo W) trong thời gian (tính bằng giờ). Công thức tính như sau:
Dung lượng acquy (Ah) = [Thời gian sử dụng (giờ) x Công suất sử dụng trung bình (W) ] / [Điện áp acquy (V) x 0,7]
Trong công thức tính trên ta coi tổng hợp các hệ số tổn thất (tổn thất trên kích điện, tổn thất bởi khả năng phóng điện của acquy...) để có hệ số 0,7. Thông số này phụ thuộc vào nhiều yếu tố nên nó có thể thay đổi theo xu hướng tăng lên (nếu hệ thống hiệu suất cao) hoặc giảm đi. Để an toàn cho sử dụng và tăng độ bền của acquy thì nên sử dụng hệ số này theo hướng giảm đi, ví dụ tính bằng 0,6 hoặc 0,5. Lý giải điều này bởi cách tính lấy hệ số 0,7 chỉ đúng trong trường hợp sử dụng acquy đến cạn kiệt và nếu sử dụng như vậy thì thường làm tuổi thọ acquy giảm nhanh dẫn đến sớm phải đầu tư hệ thống mới.
Đấu nối các acquy trong kích điện
Việc đấu nối các acquy trong kích điện tưởng rằng khá đơn giản thì cũng có nhiều vấn đề cần lưu ý, mục đích của chúng để đảm bảo sao cho sử dụng acquy một cách an toàn nhất và nâng cao tuổi thọ của acquy.
Các kích điện thông dụng nhất hiện nay sử dụng loại acquy 12V, còn lại sử dụng mức điện áp 24V và các mức điện áp cao hơn (48V, 96V hoặc cao hơn), mình trình bay hai cách đấu nối acquy: cho mức 12V và cho mức 24V mà không trình bày các cách đấu nối điện áp cao hơn bởi mọi loại còn lại sẽ tương tự cách đấu nối với mức 24V.
Đấu nối song song các acquy để tăng dung lượng
Nếu như kích điện sử dụng điện áp 12V thì chỉ việc nối cực dương acquy với dây dương của kích điện (thường là dây màu đỏ), cực âm của acquy đối với dây âm của kích điện (thường là dây màu đen). Đây là cách đấu nối đơn giản nhất và cũng thường gặp nhất trong đa số người sử dụng hiện nay. Thế nhưng để đảm bảo tăng độ bền acquy hay tăng dung lượng lưu trữ để kéo dài thời gian sử dụng hay đơn giản là việc đầu tư thêm các acquy sau từng thời gian ... thì sẽ có những trường hợp mắc 2 hay nhiều acquy song song nhau để cùng cấp điện cho hệ thống.
Khi đấu nối các acquy song song nhau thì có vài vấn đề cần đặt ra: Việc đấu nối song song có làm cho các acquy phóng điện sang nhau không? Dòng nạp của từng acquy trong hệ thống có vượt quá trị số khuyến cáo hay không.
Vậy có điều kiện gì để mắc các acquy song song nhau hay không? Trước hết thì việc đấu các acquy song song cần phải đấu cùng loại acquy: đã dùng acquy kín khí thì toàn hệ thống phải dùng cùng loại kín khí, đã dùng acquy hở thì tất cả nên phải sử dụng acquy hở. Có yêu cầu này bởi điện áp nạp hoặc chế độ bảo dưỡng của các acquy cùng loại thì giống nhau. Sau đó điều kiện đặt ra là các acquy càng có dung lượng gần nhau càng tốt - tuy nhiên điều kiện này có thể không quan trọng nếu như sau này ta đo dòng nạp của chúng là phù hợp với từng acquy trong hệ thống song song đó.
Để đấu song song các acquy chỉ cần đấu các cực âm acquy chắc chắn với nhau rồi đấu cố định vào dây âm của kích điện, sau đó nối các dây dương acquy vào các nhánh của các aptomat tép như đã trình bày ở bài trước, các đầu còn lại của các aptomat được đấu với nhau và đấu với cực dương của kích điện.
Các dây phía dưới aptomat được đấu với các cực dương của acquy, các dây phía trên được nối với dây dương của kích điện và các dây dương của các bộ nạp bên ngoài (dây âm của các bộ nạp ngoài cũng được nối với hệ cực âm của acquy. Nếu có nhiều acquy và có điều kiện thì bạn có thể nối mỗi cực âm của acquy vào một thanh cái rồi nối dây âm của kích điện vào thanh cái đó để đảm bảo dòng điện phân phối đều, còn nếu có ít acquy thì điều này không quan trọng.
Sau khi đã đấu nối hệ thống song song như trên ở lần đầu tiên bạn không được đóng các aptomat ngay mà cần phải lần lượt nạp đầy các acquy, kiểm tra điện áp tương tự nhau rồi mới đóng các aptomat. Lúc này sẽ có hiện tượng các acquy nạp sang nhau để cân bằng điện áp - tuy nhiên dòng nạp này là rất nhỏ và chúng sẽ sớm về 0 sau vài phút. Lý do mà bạn không ngại rằng chúng sẽ nạp suốt ngày sang nhau bởi vì khi mà điện áp các acquy chỉ chênh nhau khoảng vài chục mV thì dòng nạp của chúng sẽ rất nhỏ.
Khi sử dụng kích điện, điện áp của các acquy sẽ giảm đi, dòng điện lúc này của từng acquy sẽ cùng phóng vào kích điện. Lúc này có hiện tượng các acquy nạp sang nhau hay không? Không, bởi vì phía làm sụt điện áp đang là kích điện, do đó thì tuỳ từng khả năng của từng acquy mà lúc này nó sẽ phóng dòng lớn hay dòng điện bé hơn vào phía kích điện. Nếu như một hệ thống acquy đồng đều nhau và chất lượng còn như nhau, được đấu nối tốt thì dòng phóng của từng acquy lúc đó sẽ xấp xỉ nhau. Khi nạp điện cho hệ thống các acquy song song thì đã được trình bày ở phần trên.
Lưu ý khi đấu nối song song là không bao giờ được nối các acquy với nhau khi chúng không được cùng nạp đầy (hoặc cùng vơi như nhau - nhưng độ vơi là không kiếm soát được), việc nối một acquy đầy điện và một acquy đã bị hết điện có thể làm acquy phát ra một dòng lớn và có thể gây nổ acquy. Tốt nhất là nên cùng nạp và cùng xả cả hệ thống acquy song song như vậy để đảm bảo chúng được bền nhất (xin xem lưu ý về dòng điện nạp ở phía trên - dòng nạp nhỏ bao giờ cũng tốt cho acquy).
Việc đấu nối song song các acquy có một nhược điểm: Nếu bất kỳ một acquy nào bị chập hai bản cực với nhau thì tất cả các acquy còn lại sẽ phóng điện vào acquy đó, làm cho acquy này bị quá nạp và nóng dần lên. Vậy thì việc sử dụng các aptomat để đấu nối các acquy lúc này tỏ ra có tác dụng - nó sẽ ngắt chiếc acquy bị chập bản cực kia khỏi hệ thống. Nhưng việc chập các bản cực ở 1 trong 6 ngăn của acquy chỉ là chuyện rất ít khi xảy ra bởi giữa các bản cực bao giờ cũng có các tấm ngăn nhằm tránh hiện tượng này - và nếu có xảy ra thì kể cả hệ thống có 1 acquy cũng sẽ bị nóng lên trong quá trình nạp chúng.
Đấu nối tiếp các acquy để tăng điện áp
Khi các kích điện có công suất lớn thì không thể sử dụng mức điện áp 12V mà chuyển sang sử dụng các mức điện áp cao hơn: 24V, 36V, 48V hoặc cao hơn nữa. Khi các kích điện sử dụng các mức điện áp này thì phải mắc nối tiếp các acquy 12V lại với nhau. Việc mắc nối tiếp các acquy 12V với nhau thực ra chỉ là một hình thức ghép nối 'bên ngoài', trên thực tế thì các acquy 12V cũng đã ghép nối tiếp 6 ngăn acquy 2V lại với nhau để đạt mức 12V.
Việc nối tiếp hai acquy với nhau để cho điện áp lớn hơn được thực hiện bằng cách: Nối cực dương acquy thứ nhất với cực dương kích điện, cực âm acquy thứ nhất nối với cực dương acquy thứ hai, cực âm acquy thứ hai nối với dây âm của kích điện. Nếu như bạn thấy điều này loằng ngoằng phức tạp thì tốt nhất là bạn nên nhờ một ai đó thành thạo hơn để thực hiện việc nối này nếu không có thể bạn nối các acquy nhầm lẫn cực và khiến chúng phát nổ.
Điều kiện của việc ghép nối các acquy với nhau là chúng phải có cùng kiểu, cùng dung lượng và tốt nhất là cùng hãng sản xuất, có cùng thời gian và chế độ sử dụng như nhau (chúng được ghép nối với nhau từ đầu chứ không nên là có sẵn một acquy dùng một thời gian rồi mua thêm một acquy mới ghép nối tiếp với chúng). Có điều kiện như vậy bởi các acquy nối tiếp sẽ luôn hoạt động với dòng điện phóng hoặc dòng điện nạp như nhau. Nếu có sự lệch nhau giữa hai bình thì khi nạp chúng (vẫn ở chế độ nối tiếp) sẽ có hiện tượng một bình bị nạp đầy quá trong khi bình kia vẫn chưa kịp đầy - mà máy nạp chỉ quan tâm đến điện áp tổng của cả hai bình đã đạt đủ mức hay chưa.
Đấu nối hỗn hợp
Đấu nối hỗn hợp là sự mắc nối tiếp nhiều acquy thành một nhánh (cho mức 24V, 36V hoặc 48V) sau đó nối song song các nhánh này với nhau. Đây chỉ là kết hợp giữa hai cách đấu nối trên nên cần chú ý đến cả hai yêu cầu như đã liệt kê phía trên.
Việc đấu nối hỗn hợp được khuyến cáo rằng không được nối quá 3 nhánh song song, tuy vậy nếu kiểm soát tốt dòng nạp và lắp đặt các cầu chì (hoặc aptomat) cho các nhánh thì vẫn có thể đấu nối nhiều hơn 3 nhánh (lý giải về điều này có thể xem phần trên).
Phần này sẽ trình bày việc tính toán chọn dung lượng acquy trong cho kích điện của bạn để phù hợp với nhu cầu sử dụng và đảm bảo tiện lợi, tiết kiệm.
Tính toán chọn dung lượng acquy
Dung lượng acquy thể hiện khả năng lưu trữ điện năng của acquy, dung lượng càng lớn thì khả năng lưu trữ càng nhiều. Để phát được thời gian lâu thì dung lượng acquy phải đủ lớn, nhưng càng lớn thì chi phí phải càng cao, do đó vấn đề quan tâm là tính toán dung lượng bao nhiêu để phù hợp với số tiền đầu tư. Mặc dù rằng công thức tính toán này đã được trình bày trong các bài trước hoặc bạn đã gặp nhiều trên Internet, nhưng tôi vẫn trình bày lại ở đây và có thêm một chút lưu ý về lựa chọn hệ số để đảm bảo tăng độ bền sử dụng acquy.
Tham số để tính toán bao gồm: Công suất sử dụng trung bình (tính theo W) trong thời gian (tính bằng giờ). Công thức tính như sau:
Dung lượng acquy (Ah) = [Thời gian sử dụng (giờ) x Công suất sử dụng trung bình (W) ] / [Điện áp acquy (V) x 0,7]
Trong công thức tính trên ta coi tổng hợp các hệ số tổn thất (tổn thất trên kích điện, tổn thất bởi khả năng phóng điện của acquy...) để có hệ số 0,7. Thông số này phụ thuộc vào nhiều yếu tố nên nó có thể thay đổi theo xu hướng tăng lên (nếu hệ thống hiệu suất cao) hoặc giảm đi. Để an toàn cho sử dụng và tăng độ bền của acquy thì nên sử dụng hệ số này theo hướng giảm đi, ví dụ tính bằng 0,6 hoặc 0,5. Lý giải điều này bởi cách tính lấy hệ số 0,7 chỉ đúng trong trường hợp sử dụng acquy đến cạn kiệt và nếu sử dụng như vậy thì thường làm tuổi thọ acquy giảm nhanh dẫn đến sớm phải đầu tư hệ thống mới.
Đấu nối các acquy trong kích điện
Việc đấu nối các acquy trong kích điện tưởng rằng khá đơn giản thì cũng có nhiều vấn đề cần lưu ý, mục đích của chúng để đảm bảo sao cho sử dụng acquy một cách an toàn nhất và nâng cao tuổi thọ của acquy.
Các kích điện thông dụng nhất hiện nay sử dụng loại acquy 12V, còn lại sử dụng mức điện áp 24V và các mức điện áp cao hơn (48V, 96V hoặc cao hơn), mình trình bay hai cách đấu nối acquy: cho mức 12V và cho mức 24V mà không trình bày các cách đấu nối điện áp cao hơn bởi mọi loại còn lại sẽ tương tự cách đấu nối với mức 24V.
Đấu nối song song các acquy để tăng dung lượng
Nếu như kích điện sử dụng điện áp 12V thì chỉ việc nối cực dương acquy với dây dương của kích điện (thường là dây màu đỏ), cực âm của acquy đối với dây âm của kích điện (thường là dây màu đen). Đây là cách đấu nối đơn giản nhất và cũng thường gặp nhất trong đa số người sử dụng hiện nay. Thế nhưng để đảm bảo tăng độ bền acquy hay tăng dung lượng lưu trữ để kéo dài thời gian sử dụng hay đơn giản là việc đầu tư thêm các acquy sau từng thời gian ... thì sẽ có những trường hợp mắc 2 hay nhiều acquy song song nhau để cùng cấp điện cho hệ thống.
Khi đấu nối các acquy song song nhau thì có vài vấn đề cần đặt ra: Việc đấu nối song song có làm cho các acquy phóng điện sang nhau không? Dòng nạp của từng acquy trong hệ thống có vượt quá trị số khuyến cáo hay không.
Vậy có điều kiện gì để mắc các acquy song song nhau hay không? Trước hết thì việc đấu các acquy song song cần phải đấu cùng loại acquy: đã dùng acquy kín khí thì toàn hệ thống phải dùng cùng loại kín khí, đã dùng acquy hở thì tất cả nên phải sử dụng acquy hở. Có yêu cầu này bởi điện áp nạp hoặc chế độ bảo dưỡng của các acquy cùng loại thì giống nhau. Sau đó điều kiện đặt ra là các acquy càng có dung lượng gần nhau càng tốt - tuy nhiên điều kiện này có thể không quan trọng nếu như sau này ta đo dòng nạp của chúng là phù hợp với từng acquy trong hệ thống song song đó.
Để đấu song song các acquy chỉ cần đấu các cực âm acquy chắc chắn với nhau rồi đấu cố định vào dây âm của kích điện, sau đó nối các dây dương acquy vào các nhánh của các aptomat tép như đã trình bày ở bài trước, các đầu còn lại của các aptomat được đấu với nhau và đấu với cực dương của kích điện.
Các dây phía dưới aptomat được đấu với các cực dương của acquy, các dây phía trên được nối với dây dương của kích điện và các dây dương của các bộ nạp bên ngoài (dây âm của các bộ nạp ngoài cũng được nối với hệ cực âm của acquy. Nếu có nhiều acquy và có điều kiện thì bạn có thể nối mỗi cực âm của acquy vào một thanh cái rồi nối dây âm của kích điện vào thanh cái đó để đảm bảo dòng điện phân phối đều, còn nếu có ít acquy thì điều này không quan trọng.
Sau khi đã đấu nối hệ thống song song như trên ở lần đầu tiên bạn không được đóng các aptomat ngay mà cần phải lần lượt nạp đầy các acquy, kiểm tra điện áp tương tự nhau rồi mới đóng các aptomat. Lúc này sẽ có hiện tượng các acquy nạp sang nhau để cân bằng điện áp - tuy nhiên dòng nạp này là rất nhỏ và chúng sẽ sớm về 0 sau vài phút. Lý do mà bạn không ngại rằng chúng sẽ nạp suốt ngày sang nhau bởi vì khi mà điện áp các acquy chỉ chênh nhau khoảng vài chục mV thì dòng nạp của chúng sẽ rất nhỏ.
Khi sử dụng kích điện, điện áp của các acquy sẽ giảm đi, dòng điện lúc này của từng acquy sẽ cùng phóng vào kích điện. Lúc này có hiện tượng các acquy nạp sang nhau hay không? Không, bởi vì phía làm sụt điện áp đang là kích điện, do đó thì tuỳ từng khả năng của từng acquy mà lúc này nó sẽ phóng dòng lớn hay dòng điện bé hơn vào phía kích điện. Nếu như một hệ thống acquy đồng đều nhau và chất lượng còn như nhau, được đấu nối tốt thì dòng phóng của từng acquy lúc đó sẽ xấp xỉ nhau. Khi nạp điện cho hệ thống các acquy song song thì đã được trình bày ở phần trên.
Lưu ý khi đấu nối song song là không bao giờ được nối các acquy với nhau khi chúng không được cùng nạp đầy (hoặc cùng vơi như nhau - nhưng độ vơi là không kiếm soát được), việc nối một acquy đầy điện và một acquy đã bị hết điện có thể làm acquy phát ra một dòng lớn và có thể gây nổ acquy. Tốt nhất là nên cùng nạp và cùng xả cả hệ thống acquy song song như vậy để đảm bảo chúng được bền nhất (xin xem lưu ý về dòng điện nạp ở phía trên - dòng nạp nhỏ bao giờ cũng tốt cho acquy).
Việc đấu nối song song các acquy có một nhược điểm: Nếu bất kỳ một acquy nào bị chập hai bản cực với nhau thì tất cả các acquy còn lại sẽ phóng điện vào acquy đó, làm cho acquy này bị quá nạp và nóng dần lên. Vậy thì việc sử dụng các aptomat để đấu nối các acquy lúc này tỏ ra có tác dụng - nó sẽ ngắt chiếc acquy bị chập bản cực kia khỏi hệ thống. Nhưng việc chập các bản cực ở 1 trong 6 ngăn của acquy chỉ là chuyện rất ít khi xảy ra bởi giữa các bản cực bao giờ cũng có các tấm ngăn nhằm tránh hiện tượng này - và nếu có xảy ra thì kể cả hệ thống có 1 acquy cũng sẽ bị nóng lên trong quá trình nạp chúng.
Đấu nối tiếp các acquy để tăng điện áp
Khi các kích điện có công suất lớn thì không thể sử dụng mức điện áp 12V mà chuyển sang sử dụng các mức điện áp cao hơn: 24V, 36V, 48V hoặc cao hơn nữa. Khi các kích điện sử dụng các mức điện áp này thì phải mắc nối tiếp các acquy 12V lại với nhau. Việc mắc nối tiếp các acquy 12V với nhau thực ra chỉ là một hình thức ghép nối 'bên ngoài', trên thực tế thì các acquy 12V cũng đã ghép nối tiếp 6 ngăn acquy 2V lại với nhau để đạt mức 12V.
Việc nối tiếp hai acquy với nhau để cho điện áp lớn hơn được thực hiện bằng cách: Nối cực dương acquy thứ nhất với cực dương kích điện, cực âm acquy thứ nhất nối với cực dương acquy thứ hai, cực âm acquy thứ hai nối với dây âm của kích điện. Nếu như bạn thấy điều này loằng ngoằng phức tạp thì tốt nhất là bạn nên nhờ một ai đó thành thạo hơn để thực hiện việc nối này nếu không có thể bạn nối các acquy nhầm lẫn cực và khiến chúng phát nổ.
Điều kiện của việc ghép nối các acquy với nhau là chúng phải có cùng kiểu, cùng dung lượng và tốt nhất là cùng hãng sản xuất, có cùng thời gian và chế độ sử dụng như nhau (chúng được ghép nối với nhau từ đầu chứ không nên là có sẵn một acquy dùng một thời gian rồi mua thêm một acquy mới ghép nối tiếp với chúng). Có điều kiện như vậy bởi các acquy nối tiếp sẽ luôn hoạt động với dòng điện phóng hoặc dòng điện nạp như nhau. Nếu có sự lệch nhau giữa hai bình thì khi nạp chúng (vẫn ở chế độ nối tiếp) sẽ có hiện tượng một bình bị nạp đầy quá trong khi bình kia vẫn chưa kịp đầy - mà máy nạp chỉ quan tâm đến điện áp tổng của cả hai bình đã đạt đủ mức hay chưa.
Đấu nối hỗn hợp
Đấu nối hỗn hợp là sự mắc nối tiếp nhiều acquy thành một nhánh (cho mức 24V, 36V hoặc 48V) sau đó nối song song các nhánh này với nhau. Đây chỉ là kết hợp giữa hai cách đấu nối trên nên cần chú ý đến cả hai yêu cầu như đã liệt kê phía trên.
Việc đấu nối hỗn hợp được khuyến cáo rằng không được nối quá 3 nhánh song song, tuy vậy nếu kiểm soát tốt dòng nạp và lắp đặt các cầu chì (hoặc aptomat) cho các nhánh thì vẫn có thể đấu nối nhiều hơn 3 nhánh (lý giải về điều này có thể xem phần trên).