Akkumonitorit
Akkumonitorit mahdollistavat akuston tilan luotettavan ja tarkan seurannan. Akkumonitorin toiminta perustuu siihen, että ne seuraavat akuston jännitettä ja laskevat akustoon tulevan ja sieltä poistuvan sähkövirran määrän. Tällä yksinkertaisella tavalla saadaan huomattavan paljon tarkempi kuva siitä, että mikä on akuston todellinen varaustila (State Of Charge, SOC). Alla olevassa videossa esitellään akkumonitorien tärkeimpiä ominaisuuksia.
Usein lataussäätimiin on asennettu näyttö joka mahdollistaa aurinkosähköjärjestelmän tilan seurannan ja lataussäätimen asetuksien muokkaamisen. Lataussäätimien akuston kapasiteettia kuvaava näyttö kertoo kuitenkin ainoastaan akuston jännitteeseen perustuvaa viitteellistä arviota akuston jäljellä olevasta kapasiteetista. Jännitteen perusteella arvioitu varaustila voi olla hyvinkin erilainen todelliseen varaustilaan verrattuna, etenkin jos akustoa ladataan tai puretaan, kuten aurinkosähköjärjestelmässä yleensä tapahtuu. Jännitteeseen perustuva akuston varaustilan arvio on tarkka ainoastaan silloin kun akkua ei ole ladattu tai purettu hetkeen (luokkaa tunteja). Litiumakuilla pelkkään jännitteeseen perustuva varaustilan arviointi on jopa lyijyakkujakin epätarkempi (johtuen litiumakuille tyypillisestä purkauskäyrästä, jossa jännite ei juurikaan laske akun tyhjentyessä). Litiumakuissa on kuitenkin sisäänrakennettu akunhallintajärjestelmä, joka toimii myös akkumonitorina, ja mahdollistaa akuston varaustilan seurannan, tyypillisesti bluetooth-yhteyden avulla.
Coulomb-mittaus
Akkumonitorin toiminta perustuu ns. Coulomb-laskentaan, jossa akuston välittömään läheisyyteen asennetaan shunttivastus, joka kytketään akustoon kytkettyyn miinusjohtoon. Tällöin kaikki akustolle menevä ja sieltä lähtevä sähkö kulkee tämän shunttivastuksen kautta. Lisäksi shunttivastus seuraa akuston jännitettä ja tällä tavalla saadaan laskettua useita tarpeellisia akuston tilaa kuvaavia arvoja. Coulomb-mittari laskee siis summaa akustoon ladatusta ja akustosta puretusta virrasta, ja antaa siten tarkan arvion akuston jäljellä olevasta kapasiteetista. Samalla se mahdollistaa laitteiden tarkemman kulutusseurannan ja esimerkiksi akuston kapasiteetin muutoksen seuraamisen akuston ikääntyessä.
Baiwayn akkumonitorien kytkentäkaavio
Käyttöönotto
Akkumonitorin käyttöönotto on helppoa, mutta vaatii muutaman vaiheen. Ensinnäkin shunttivastus on kytkettävä akustolta lähtevään miinuskaapeliin. Kytkennässä on huomioitava se että kaikki akuston lataus ja purkuvirta on kuljettava shunttivastuksen läpi. Muuten akkumonitori ei mittaa akuston tilaa oikein. Lisäksi shunttivastus tarvitsee käyttövirran akuston positiivisesta kaapelista, esimerkiksi pääsulakkeen jälkeen. Suojaa positiivinen johdin sopivalla, johtokoosta riippuvalla sulakkeella. Kytke akkumonitorin näyttö shunttivastukseen mukana toimitetulla kaapelilla.
Kun akkumonitori on kytketty ja päällä, pitää akkumonitoriin ohjelmoida muutamia parametreja.
Tärkein parametri on akuston kapasiteetti. Ohjelmoi akkumonitoriin akuston kapasiteetti ampeeritunteina (Ah). Tyypillisesti saat tiedon akkujen tyyppikilvestä. Jos useita akkuja on kytketty rinnakkain, laske kapasiteetit yhteen, jotta saat akuston kokonaiskapasiteetin. Sarjaankytkennässä akuston kapasiteetti on sama kuin yksittäisen akun kapasiteetti.
Akuston varaustila. Akkumonitorille pitää kertoa missä varaustilassa akku on, jotta se osaa aloittaa varaustilan laskennan oikeasta kohdasta. Helpoin kikka käyttöönottoon on asettaa akkumonitori aluksi näyttämään 100% varaustilaa. Varaustila korjautuu seuraavan täyden latauksen aikana näyttämään oikeaa lukemaa, vaikka akusto ei olisikaan ollut aluksi täynnä.
Jänniteasetukset. Akkumonitoriin on mahdollistaa asettaa jänniterajat jolloin monitori siirtyy näyttämään tyhjää 0% tai täyttä 100% varaustilaa. Näiden rajojen asettaminen ei ole pakollista, mutta joissakin tilanteissa voi olla hyödyllistä, akkumonitorin näyttämän kalibroimiseksi. Vaihteleva lataushyötysuhde saattaa jossain tapauksissa johtaa akkumonitorin näyttämän virheeseen useiden lataus-purkaussyklien jälkeen. Lyijyakkujen osalta kalibroituminen 100% näyttämään tapahtuu yleensä itsestään, sillä ylläpitolatauksen aikana akkuja ladataan pienellä virralla, ja akkumonitorin näyttämä kasvaa hiljalleen 100% varaustilaan.
Huomioita
Käytettäessä lyijyakkuja, 50% varaustila tarkoittaa jo melko tyhjää akkua, jonka virranantokyky on heikentynyt. Tämä näkyy esimerkiksi invertterikäytössä niin, että järjestelmään kytketty invertteri ei välttämättä pysty enää tuottamaan täyttä tehoa matalan jännitteen takia. Sen sijaan hitaalla purkauksella akkua voi purkaa vielä tyhjemmäksi, mutta tämä alkaa olemaan haitallista akuston eliniän kannalta.
Litiumakkujen osalta koko akuston kapasiteetti on käytettävissä.
Akkumonitorien erot
Markkinoilta löytyy muutamia eri akkumonitorivalmistajia, joiden kaikkien toiminta perustuu samaan periaatteeseen. Eroina lähtökohtaisesti ovat vain niiden tarkkuus ja lisäominaisuudet, joita ovat esimerkiksi Bluetooth yhteys ja kahden akun valvonta, joka on näppärä ominaisuus esimerkiksi veneissä ja asuntoautoissa, joissa on usein kaksi erillistä akkujärjestelmää.
Akkumonitoria valittaessa tulee huomioida niiden jännitteen- ja virrankesto. Monitoria valittaessa tarkasta tuotetiedoista, että laite kestää suurimman jännitteen, jossa akustosi toimii. Koska shunttivastuksen läpi kulkee kaikki järjestelmän sähkö, tulee sen mitoituksessa ottaa huomioon suurimmat virrat joita järjestelmäsi käyttää. Usein valmistaja on suunnitellut laitteen kestämään hetkellisesti huomattavasti nimellisvirtaa suurempia sähkövirtoja, joka mahdollistaa myös erilaisten sähkömoottoreilla varustettujen laitteiden käynnistyksen (vesipumppu, jääkaappi jne.)
© 2022 Engifar Oy