Nowa generacja urządzenia do kontroli baterii VRLA telekomunikacyjnych systemów zasilających

Transkrypt

1 Nowa generacja urządzenia do kontroli baterii VRLA telekomunikacyjnych systemów zasilających Nr Projektu: WND-POIG /09 Seminarium Konsultacyjne Spotkanie przedstawicieli Przedsiębiorstw Współpracujących z przedstawicielami Zespołu Projektowego 17 grudnia 2009

2 AGENDA Lp. Godzina Prezentacja Prelegenci Powitanie gości, przedstawienie Zespołu Merytorycznego Prezentacja Projektu POIG Potrzeba stosowania urządzeń do konserwacji baterii VRLA Ewolucja urządzeń TBA Prezentacja założeń konstrukcyjnych oraz parametrów urządzenia TBA160-IŁ konstrukcyjnymi urządzenia TBA160-IŁ Propozycje zmian w dokumencie Dyskusja nad założeniami Wymiana doświadczeń Bogdan Chojnacki (Z-10) Barbara Regulska (Z-10) Jan Komorowski (Z-5) Paweł Godlewski (Z-10) Ryszard Kobus, Paweł Godlewski (Z-10)

3 ZAPROSZENI NA SEMINARIUM Przedstawiciele Przedsiębiorstw Współpracujących Benning Power Electronics Netia Telekomunikacja Polska Eksperci zewnętrzni w Zespole Merytorycznym Pan Antoni Dmowski Pan Tadeusz Kunert Przedstawiciele Instytutu Łączności Dyrekcja i Komitet Sterujący Projektu Zakład Systemów Zasilania (Z-5) Zakład Zastosowań Technik Łączności Elektronicznej (Z-10)

4 PREZENTACJA PROJEKTU PO IG

5 PODSTAWOWE INFORMACJE O PROJEKCIE Tytuł Projektu: Nowa generacja urządzenia do kontroli baterii VRLA telekomunikacyjnych systemów zasilających Nr Projektu: WND-POIG /09 Projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka Priorytet 1 Badania i rozwój nowoczesnych technologii Działanie 1.3. Wsparcie projektów B+R na rzecz przedsiębiorców realizowanych przez jednostki naukowe Podziałanie Projekty rozwojowe Umowa Nr : UDA /09-00 z dnia r. Okres trwania Projektu:

6 CELE PROJEKTU Celem Projektu jest zaprojektowanie i wykonanie oraz poddanie testom laboratoryjnym i badaniom eksploatacyjnym, prototypu urządzenia: spełniającego oczekiwania i wymagania branży telekomunikacyjnej, innowacyjnego w skali europejskiej, gotowego do zastosowania w praktyce, przyczyniającego się do wydłużania czasu życia akumulatorów bez powiększania emisji CO2 i przy niskich kosztach eksploatacji oraz do zmniejszania zanieczyszczenia środowiska ołowiem, wpływającego (w przypadku powszechnego zastosowania) na poprawę bezpieczeństwa energetycznego kraju oraz ciągłość usług telekomunikacyjnych, w tym na terenach słabo zurbanizowanych.

7 PRODUKTY PROJEKTU Dokumenty techniczne, stanowiące podstawę projektu i wykonania prototypów: Wymagania technicznoeksploatacyjne, Założenia konstrukcyjne, Warunki techniczne Zaprojektowane i wykonane prototypy przenośnego urządzenia nowej generacji, przeznaczonego do utrzymania należytego stanu i kontroli stanu baterii VRLA w obiektach telekomunikacyjnych, o nazwie TBA160-IŁ Oprogramowaniem do prezentacji wyników badań realizowanych przez urządzenie Raporty z testów w certyfikowanym laboratorium IŁ oraz badań eksploatacyjnych u potencjalnych użytkowników Dokumentacja techniczna urządzenia, potrzebna do jego przyszłej produkcji Zgłoszenia patentowe

8 ZADANIA W PROJEKCIE 1. Opracowanie wymagań, założeń konstrukcyjnych i warunków technicznych 2. Opracowanie architektury urządzenia i prace modelowe 3. Wybór dostawców i zakup wyposażenia laboratoryjnego 4. Wybór kooperantów i zaprojektowanie prototypu 5. Wybór dostawców i zakup elementów/podzespołów 6. Wykonanie prototypu urządzenia 7. Wykonanie oprogramowania do obrazowania danych 8. Testy laboratoryjne prototypu urządzenia 9. Badania eksploatacyjne i walidacja 10. Wykonanie dokumentacji technicznej, patenty 11. Promocja projektu. Zarządzanie projektem. Rozliczenie projektu.

9 ZAKRES WSPÓŁPRACY Podstawa: Umowy o współpracy z potencjalnymi użytkownikami i potencjalnymi producentami Przedsiębiorstwa Współpracujące Zadanie 1 Opracowanie wymagań, założeń konstrukcyjnych i warunków technicznych Konsultacja wymagań techniczno-eksploatacyjnych i założeń konstrukcyjnych dla urządzenia TBA160-IŁ Wymiana doświadczeń Zadanie 9 Badania eksploatacyjne i walidacja Przeprowadzenie wspólnych badań w warunkach eksploatacyjnych Opracowanie raportu z badań Ocena urządzania TBA160-IŁ Walidacja urządzenia TBA160-IŁ

10 PRZEDWCZESNA UTRATA POJEMNOŚCI BATERII VRLA Potrzeba stosowania urządzeń do konserwacji baterii VRLA

11 Uproszczone reakcje zachodzące w ogniwach ołowiowo-kwasowych Stan wyładowania Stan naładowania Płyta dodatnia Elektrolit Płyta ujemna Płyta dodatnia Elektrolit Płyta ujemna PbSO 4 Siarczan ołowiu H 2 O woda PbSO 4 Siarczan ołowiu PbO 2 Dwutlenek ołowiu H 2 SO 4 Kwas siarkowy Pb Czysty ołów

12 1. Stan wyładowania: Płyty dodatnie i ujemne są pokryte siarczanem ołowiu 2. Stan naładowania: W czasie ładowania siarczan ołowiu powinien być usunięty z obydwu płyt 3. Stan niedoładowania: Stan w którym siarczan ołowiu nie zostaje usunięty w pełni

13 WNIOSEK : Systematyczne niedoładowywanie ogniw (baterii) prowadzi do zasiarczanienia płyt, czyli pokrywania się płyt trudno usuwalną warstwą siarczanu ołowiu.

14 Reakcje poboczne w ogniwach VRLA W czasie pracy buforowej i ładowania (charakterystyka U), w wyniku rozkładu wody, tlen wydzielany na płytach dodatnich jest pochłaniany przez płyty ujemne zmniejszając ich potencjał, co powoduje niedoładowanie tych płyt.

15 Sposoby zmniejszenia skutków niedoładowywania płyt ujemnych: 1. Zwiększenie napięcia pracy buforowej płyty ujemne są naładowane, ale zwiększa się korozja płyt dodatnich oraz zwiększa się niebezpieczeństwo rozbiegania termicznego. 2. Okresowe ładowanie wyrównawcze jednej baterii podwyższonym napięciem.

16 WNIOSEK: Największym problemem baterii VRLA jest zbilansowanie reakcji pobocznych (zwiększenie potencjału płyt ujemnych i zmniejszenie korozji płyt dodatnich)

17 WNIOSEK: W warunkach normalnej eksploatacji, to co może zrobić użytkownik, to stosowanie metody okresowego ładowania wyrównawczego jednej baterii podwyższonym napięciem. Urządzenie TBA160-IŁ umożliwia stosowanie tej metody.

18 EWOLUCJA URZĄDZEŃ TBA

19 KONTROLA BATERII AKUMULATORÓW 48V Baterie 48V / 1000Ah

20 KONTROLA BATERII AKUMULATORÓW 48V (wymiana)

21 KONTROLA BATERII AKUMULATORÓW 48V (konduktancja)

22 KONTROLA BATERII AKUMULATORÓW 48V (opornica)

23 KONTROLA BATERII AKUMULATORÓW 48V (siłownia)

24 KONTROLA BATERII AKUMULATORÓW 48V (tester R )

25 KONTROLA BATERII AKUMULATORÓW 48V (D400G72 )

26 KONTROLA BATERII AKUMULATORÓW 48V (TBA2-IŁ)

27

28 HISTORIA GENEZA PROJEKTU

29 HISTORIA GENEZA PROJEKTU TBA2-IŁ: - energia z baterii oddawana do sieci - baterie 48V, prąd 2-50A - sprzedano 29 sztuk

30 HISTORIA GENEZA PROJEKTU TBA20 (prąd 20A), TBA50 (prąd 50A).

31 HISTORIA GENEZA PROJEKTU TBA56-IŁ (stacjonarne, prąd 50A)

32 HISTORIA GENEZA PROJEKTU TBA90-IŁ (prąd 100A)

33 HISTORIA GENEZA PROJEKTU TBA150-IŁ (prąd 150A)

34 HISTORIA GENEZA PROJEKTU TBA150-2-IŁ (prąd 150A, a 10A na rezystor )

35 HISTORIA GENEZA PROJEKTU Brązowy medal na wystawie EUREKA 2007 w Brukseli

36 SPOSÓB PROGRAMOWANIA TBA -IŁ ( wybory z listy )

37 WYNIKI BADAŃ za pomocą TBA -IŁ ( protokół )

38 ALGORYTMY PRACY URZĄDZEŃ TBA -IŁ

39 TBA160-IŁ ZAŁOŻENIA KONSTRUKCYJNE

40 TBA160-IŁ ZAŁOŻENIA KONSTRUKCYJNE

41 TBA160-IŁ ZAŁOŻENIA KONSTRUKCYJNE Zespół wejściowy złącza i wyłączniki nadmiarowoprądowe

42 TBA160-IŁ ZAŁOŻENIA KONSTRUKCYJNE Zespół wejściowy - przewody prądowe (prąd 3 x 53A)

43 TBA160-IŁ ZAŁOŻENIA KONSTRUKCYJNE OBUDOWA

44 TBA160-IŁ ZAŁOŻENIA KONSTRUKCYJNE PŁYTA CZOŁOWA

45 TBA160-IŁ ZAŁOŻENIA KONSTRUKCYJNE Przewody/wtyki pomiarowe oraz czujnik temperatury

46 TBA160-IŁ ZAŁOŻONE PARAMETRY napięcie znamionowe baterii: 48V i 24/36/50V prąd ładowania/wyładowania baterii: 5 160A prąd ładowania i wyładowywania baterii przy pracy w temperaturze 5 40 C do wysokości 1500 m n.p.m.: co najmniej 5 120A energia przy wyładowaniu oddawana do: odbiorów DC siłowni prąd bez oddawania energii do odbiorów DC siłowni (na rezystancję): 8 10 A

47 TBA160-IŁ ZAŁOŻONE PARAMETRY liczba wejść pomiaru napięć: 24 (opcjonalnie 25) dokładność pomiaru napięć: 1% (typowo 0,5%) wyrównywacz napięć ogniw/monobloków: TAK dokładność stabilizacji napięcia baterii: 1%/0,1V dokładność pomiaru i stabilizacji prądu: 1,5% programowanie pojemności baterii: Ah pomiar temperatury baterii: C / 1 C

48 TBA160-IŁ ZAŁOŻONE PARAMETRY ustawiane napięcie końcowe ogniw/monobloków baterii podczas wyładowywania: 1,95 1,6 V/og. ograniczane maksymalne napięcia końcowe ogniw/monobloków baterii przy ładowaniu: TAK zakres programowania napięcia baterii - dla wyładowywania: 40 48V oraz V/30 34V - dla ładowania: 54 59V oraz V/40 44V programowany czas ładowania wyrównawczego: do 48 h kompensacja temperaturowa napięcia: 0 9 mv/ogn. C

49 TBA160-IŁ ZAŁOŻONE PARAMETRY sprawność (48V, % obciążenia): 95% temperatura pracy: C komunikacja: LAN10/100, GSM, opcja RS232/485 tętnienia wnoszone do siłowni: < 2 mv składowa zmienna prądu do baterii: < 5% prądu stopień ochrony: IP 30 klasa ochronności: 1 poziom zakłóceń radioelektrycznych: Klasa A oprogramowanie do prezentacji wyników: dla PC wymiary/ masa: 88 x 484 x 350 mm / 14 kg