Μπαταρίες #5

Συσσωρευτές Ni-Cd


[ #1-Γενικά περί Ηλεκτρικών Στοιχείων ] - [ #2-Φόρτιση ]- [ #3-Φορτιστές ] - [ #4-Εκφόρτιση-Εκφορτιστές-Cyclers ] - [ #6-Συσ. Ni-MH ]
[ #7-Συσ. Λιθίου ] - [ #8-Συσ. Μολύβδου ] - [ #9-Συχνές ερωτήσεις ] - [ #10-Τροφοδοσία συστημάτων Τ/Κ ]

Γιατί οι Ni-Cd είναι ακόμα ο επικρατέστερος τύπος στον αερομοντελισμό;

Οι Ni-Cd eπαναφορτίζονται εύκολα, μπορούν να δώσουν μεγάλα ρεύματα εκφόρτισης, αποθηκεύονται εύκολα, και αντέχουν την κακομεταχείρηση καλύτερα από τους άλλους τύπους. Ταυτόχρονα, στην μικρή χρήσιμη ζωή τους μπορούν να αποδόσουν αρκετούς κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης που συγκριτικά με την τιμή αγοράς τους τους καθιστούν την φθηνότερη επιλογή.

Πως είναι φτιαγμένο ένα στοιχείο Ni-Cd;

Το θετικό ηλεκτρόδιο αποτελείται από Οξυ-υδροξείδιο του Νικελίου, (Nickel Oxyhydroxide, NiOOH), ενώ το αρνητικό ηλεκτρόδιο αποτελείται από Κάδμιο (Cd).
Κατά την εκφόρτιση, το οξυ-υδροξείδιο του Νικελίου μεταπίπτει σε Υδροξείδιο του Νικελίου, Ni(OH)2 και το Κάδμιο οξειδώνεται σε Υδροξείδιο του Καδμίου Cd(OH)2. Κατά την φόρτιση συμβαίνει το αντίθετο.

Τα λεπτά και πλατειά φύλλα των ηλεκτρόδιων τοποθετούται το ένα επάνω στο άλλο, με ένα λεπτό πορώδες μονωτικό φύλλο ανάμεσά τους και τυλίγονται σε ρολό. Πριν κλείσει τελείως το στοιχείο εγχύεται μέσα του ηλεκτρολύτης (υδροξείδιο του καλίου).

Επειδή η όλη κατασκευή καταλήγει να έχει πολύ μικρή εσωτερική αντίσταση, μπορούν να περάσουν μεγάλα ρεύματα. Αν βραχυκυκλωθεί ένα στοιχείο 600 mAh μπορεί να δώσει στιγμιαία 50 A. Σκέψου τι θα γίνει αν βραχυκυκλώσει μία μπαταρία με πολλά τέτοια στοιχεία. Μη βάζεις γυμνά στοιχεία στην τσέπη μαζί με τα κλειδιά σου ή άλλα μεταλλικά αντικείμενα.

Η βαλβίδα ανακούφισης

Τα στοιχεία έχουν μία βαλβίδα ανακούφισης. Στα απλά στοιχεία η βαλβίδα είναι μία και μίας χρήσης, ενώ σ' αυτά που προορίζονται για υπερταχεία φόρτιση οι βαλβίδες είναι πολλές και πολλαπλών χρήσεων.
Οταν χρειαστεί να εκτονωθούν οι εσωτερικές πιέσεις η βαλβίδα ανοίγει, αλλιώς το στοιχείο κινδυνεύει να σκάσει. Αν η βαλβίδα μείνει ανοικτή, θα εξατμιστεί ο ηλεκτρολύτης (τα άσπρα άλατα που βλέπουμε καμμιά φορά γύρω από ένα παλιό στοιχείο).

Τι ζωή περιμένουμε από τα στοιχεία Ni-Cd;

Η ζωή των στοιχείων μπορεί να εκφραστεί σε χρόνια υπηρεσίας, ή σε αριθμό κύκλων φόρτισης- εκφόρτισης.

Στην "πιάτσα" ακούγεται ότι οι Ni-Cd αντέχουν σε 1000-1500 κύκλους. Αν αυτό είναι αλήθεια, και αν κάνουμε ένα κύκλο κάθε βδομάδα, θα τις έχουμε για ......19 έως 28 χρόνια. Τα νούμερα αυτά απέχουν πολύ από την πραγματικότητα, όχι μόνο στον αερομοντελισμό, αλλά και σε κάθε είδους χρήση.

Στην πράξη, οι σύγχρονες μπαταρίες Ni-Cd αν δεν χαλάσουν πρόωρα από άλλη αιτία, και κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες σε εργαστηριακό περιβάλλον αντέχουν σε 400-500 πλήρεις κύκλους. Σε αυτούς τους κύκλους αντιστοιχούν περισσότερες από 1000 ώρες πτήσεων. Αν μπορούσες να τις συντηρείς με ιδανικές συνθήκες και πέταγες 2 ώρες κάθε εβδομάδα, θα κρατούσαν ... 10 χρόνια.
Αν και υπάρχουν μπαταρίες που κρατάνε 10 χρόνια ή και περισσότερο, δεν είναι έξυπνο να χρησιμοποιείς την ίδια μπαταρία για 10 χρόνια σε σύστημα τηλεκατεύθυνσης και ακόμα περισσότερο να το καυχιέσαι.

Υπάρχει ένας πρακτικός τρόπος για να σταθμίσουμε την ασφαλή περίοδο μέσα από την ωφέλιμη ζωή των στοιχείων αυτών.

Ο μέσος χρόνος ζωής

Μέσος χρόνος ζωής είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να χαλάσουν τα μισά από τα στοιχεία που ελέγχονται μαζί, ή κατ' άλλους, τα μισά από τα στοιχεία που παρήχθησαν μαζί.
Εχει αποδειχθεί ότι ο μέσος χρόνος ζωής ενός στοιχείου είναι 8 χρόνια σε θερμοκρασία 25C. Σε μεγαλύτερες θερμοκρασίες ο αριθμός αυτός είναι κατά πολύ μειωμένος.
Αν τα στοιχεία είναι ενωμένα σε μπαταρίες, ο μέσος χρόνος ζωής τους ελαττώνεται σημαντικά. Για μπαταρία δέκτη με 4 στοιχεία, ο μέσος χρόνος είναι 5,7 χρόνια, ενώ για μπαταρία πομπού με 8 στοιχεία ο μέσος χρόνος είναι 4,8 χρόνια.

Ο αερομοντελιστής φυσικά δεν θα περιμένει έως ότου χαλάσουν τα μισά από τα στοιχεία που βγήκαν στην πιάτσα μαζί με τα δικά του. Τον ενδιαφέρει περισσότερο ότι το 0,1% (ένα στα χίλια) των στοιχείων χαλάει στις 58 εβδομάδες για μπαταρία δέκτη και στις 49 εβδομάδες για μπαταρία πομπού, ή το 1% (ένα στα εκατό) που χαλάει στις 103 και στις 87 εβδομάδες αντίστοιχα.

Αν και οι αστοχίες των μπαταριών εμφανίζονται από την πρώτη κι' όλας στιγμή, είναι τόσες λίγες στατιστικά που δεν μας ανησυχούν. Ομως μεταξύ δύο και τριών ετών οι αστοχίες είναι πολλές, που δεν μπορούμε να τις ανγοήσουμε, γι' αυτό, οι προνοητικοί αερομοντελιστές αντικαθιστούν τις μπαταρίες τους κάθε 2,5-3 χρόνια (εκτός βέβαια αν χαλάσουν νωρίτερα), έστω κι'αν έκαναν ελάχιστες πτήσεις μ' αυτές.

Εμείς οι αερομοντελιστές δεν μπορούμε να κάνουμε πολλά για να παρατείνουμε την ζωή των μπαταριών, μπορούμε όμως να κάνουμε τα απαραίτητα για να μην την συντομεύσουμε. Δεχόμαστε ότι οι μπαταρίες μας είναι αυτό που είναι και πρέπει να είμαστε ευχαριστημένοι αν - αυτές πρώτες - μας δείξουν ότι πάσχουν σε κάποιο σημείο για να τις αντικαταστήσουμε πριν γίνουν αιτία μιας ζημιάς.

Η σχέση της χωρητικότητας με την εσωτερική αντίσταση

Ενα στοιχείο αποτελείται από πολλά μικρά στοιχεία ενωμένα σε σειρά και παράλληλα μαζί. Σε αυτό το διχτυωτό έχουμε μία αντίσταση λόγω των παράλληλων συνδέσεων (Rp) και μία αντίσταση λόγω των σειριακών συνδέσεων (Rs). Στο ίδιο μέγεθος (και βάρος) στοιχείου ο κατασκευαστής έχει την δυνατότητα να βάλει:
  • παχύτερες και κοντύτερες πλάκες με περισσότερες παράλληλες συνδέσεις για να ελλαττώσει την αντίσταση της σειράς σε μικρές τιμές 4 -5 mΩ (μιλιώμ). (Rs < Rp)
    ή
  • λεπτότερες και μακρύτερες πλάκες με μεγαλύτερη επιφάνεια για μεγαλύτερη χωρητικότητα αλλά εδώ καταλήγει αναγκαστικά σε περισσότερες σειριακές συνδέσεις που αυξάνουν τις τιμές της αντίστασης σε 11-20 mΩ (μιλιώμ). (Rs > Rp)
Τα στοιχεία με μικρή εσωτερική αντίσταση μπορούν να διατηρήσουν την τάση τους σε μεγαλύτερες εντάσεις εκφόρτισης, ενώ τα στοιχεία με μεγάλη αντίσταση έχουν μεγαλύτερη χωρητικότητα από τα προηγούμενα, αλλά δεν μπορούν να εκφορτιστούν με τις ίδιες μεγάλες εντάσεις όπως τα προηγούμενα.

Η ισορροπία των στοιχείων

Κάθε στοιχείο έχει ορισμένα χαρακτηριστικά όπως η χωρητικότητά του, η εσωτερική αντίστασή του κ.α. Ολα τα στοιχεία μιας παρτίδας, αν και παρασκευάζονται με τον ίδιο τρόπο, την ίδια θεωρητικά στιγμή, έχουν πολύ μικρές διαφορές στις παραπάνω παραμέτρους, που όμως προκειμένου να αποδόσουν το μέγιστο, μαζί σε μια μπαταρία, είναι σημαντικές.

Διάφοροι προμηθευτές ελέγχουν πλήθος στοιχείων και τα ταξινομούν σε ομάδες με ίδιες ιδιότητες, και όπως είναι φυσικό αυτά έχουν και μεγαλύτερη τιμή.

Αν μία μπαταρία έχει φτιαχθεί από τυχαία στοιχεία, όπως αναμένεται αυτά δεν θα φορτίζονται ούτε θα εκφορτίζονται με τον ίδιο ρυθμό. Αλλά ακόμα και αν η μπαταρία έχει φτιαχθεί με "ισότιμα" στοιχεία, η αποφόρτιση κατά την αποθήκευση δεν είναι ίδια. Κάποιο στοιχείο θα χάσει περισσότερο φορτίο και κάποιο λιγότερο. Το φορτίο τους με την πάροδο του χρόνου, θα πάψει να είναι ίσο.

Σε μια μπαταρία που τα στοιχεία δεν είναι ισορροπημένα:

  1. Καθώς την φορτίζεις, το στοιχείο με το μεγαλύτερο φορτίο θα φθάσει πρώτο στην πλήρη φόρτιση, ενώ το στοιχείο με το μικρότερο φορτίο θα απέχει αρκετά από την πλήρη φόρτισή του. Συνεχίζοντας την φόρτιση για να φορτιστούν τα υπολειπόμενα στοιχεία, θα υπερφορτιστεί το ήδη φορτισμένο.
  2. Καθώς την εκφορτίζεις, το στοιχείο με χαμηλότερο φορτίο θα αδειάσει πρώτο, ενώ την ίδια στιγμή το στοιχείο με την μεγαλύτερη ενέργεια θα απέχει πολύ από την πλήρη εκφόρτισή του. Ενα τελείως αφόρτιστο στοιχείο ανάμεσα σε φορτισμένα, κινδυνεύει να αντιστρέψει την πολικότητά του και να καταστραφεί.
Η διαφοροποίηση αυτή μπορεί να απαλειφθεί και τα στοιχεία να επανέλθουν στην αρχική κατάσταση με σωστή συντήρηση, πιό εύκολα αν βρίσκονται στην αρχή της ζωής τους, και πιό δύσκολα ή ποτέ προς το μέσον ή προς το τέλος της ζωής τους.

Οι μπαταρίες που προορίζονται για την τροφοδοσία ηλεκτρικών μοτέρ έχουν πολλά στοιχεία (έως 36). Αυτά δεν συμφέρει να τα έχεις σαν μία μπαταρία, αλλά σε μικρότερα πακέτα των 8-10 στοιχείων, για να μπορείς να τα ισορροπείς ευκολώτερα (κάθε πακέτο φορτίζεται χωριστά).

Βλάβες των συσσωρευτών Ni-Cd

Στον κλάδο μας δεχόμαστε ότι μία μπαταρία έφθασε στο τέλος της χρήσιμης ζωής της όταν δεν μπορεί να αποδόσει περισσότερο από το 80% της ονομαστικής χωρητικότητάς της, ή αν αποφορτίζεται μόνη της με ταχύτερους ρυθμούς από τους αναμενόμενους.

Τα εσωτερικά βραχυκυκλώματα

Η βασικότερη βλάβη σε ένα στοιχείο είναι η καταστροφή του διαχωριστικού υμένιου μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων. Το μονωτικό οξειδώνεται και σπάει επιτρέποντας στα ηλεκτρόδια να έρθουν σε επαφή, βραχυκυκλώνοντας το στοιχείο. Συμβαίνει σε όλα τα στοιχεία Ni-Cd καθώς γερνάνε, και επιταχύνεται από την αύξηση της θερμοκρασίας σε κάθε υπερφόρτιση, ή γρήγορη εκφόρτιση.

Το βραχυκυκλωμένο στοιχείο αποφορτίζεται (αυτο-εκφορτίζεται) γρηγορότερα στην αποθήκευση, ενώ παράλληλα αναλώνει μεγαλύτερη ενέργεια από τον φορτωτή στην διάρκεια της φόρτισης.

Ενας άλλος λόγος για εσωτερικά βραχυκυκλώματα είναι ότι το φορτισμένο στοιχείο έχει τάσεις αυτοκαταστροφής.

"Κρύσταλλοι" του Κάδμιου μεταναστεύουν και αθροίζονται επάνω στα ηλεκτρόδια σχηματίζοντας λεπτά τριχίδια, τους δενδρίτες, τα οποία τελικά θα τρυπήσουν το μονωτικό φύλλο και θα ακουμπήσουν το αντίθετο ηλεκτρόδιο. Αν η μπαταρία έχει σχηματίσει πολλούς δενδρίτες αποφορτίζεται γρήγορα.

Οι μπαταρίες που κάνουν συχνούς κύκλους, ή φορτίζονται και εκφορτίζονται με εντάσεις μεγαλύτερες από C (όπως στην τροφοδοσία ηλεκτροκινητήρων) δεν εμφανίζουν αυτή την ασθένεια.

Η ανάλωση της "καθόδου"

Η τρίτη αιτία που χαλάνε οι μπαταρίες είναι απλά ... η χρήση τους, δηλαδή οι κύκλοι φόρτισης -εκφόρτισης που δέχονται. Με την χρήση αναλώνεται το μέταλλο της καθόδου (το νικέλιο).

Ο κατασκευαστής έχει τις εξής επιλογές:

  • να βάλει ίσες ποσότητες από τα δύο ηλεκτρόδια στον διαθέσιμο χώρο του περιβλήματος του στοιχείου, δηλαδή 100% και 100%. Η χωρητικότητα του στοιχείου αυτού θα αρχίσει να μειώνεται από την πρώτη κι' όλας χρήση.
  • να μοιράσει άνισα τα δύο ηλεκτρόδια, π.χ. σε 90% στην άνοδο, και σε 110% στην κάθοδο. Η αρχική χωρητικότητα αυτού του στοιχείου θα είναι όσο και η άνοδος, και θα διατηρείται η ίδια για όσο χρόνο η κάθοδος παραμένει μεγαλύτερη ή είναι ίση με την ποσότητα της ανόδου. Μόλις η κάθοδος πέσει κάτω από την αντίστοιχη ποσότητα της ανόδου, η χωρητικότητα του στοιχείου θα αρχίσει να μειώνεται.

Αυτό είναι θέμα marketing. Για τον καταναλωτή δεν έχει σημασία αν η μπαταρία του θα χάνει από την αρχή την χωρητικότητά της ή θα ξεκινήσει από μικρότερη χωρητικότητα που κι' αυτή θα αρχίσει να πέφτει μετά από λίγο καιρό, παράλληλα με την πρώτη.

Οι περισσότεροι αερομοντελιστές δεν εξαντλούν όλο το φορτίο της μπαταρίας σε μία έξοδο στο μοντελοδρόμιο, άρα αυτό είναι καλό για την παράταση της ζωής της.

Απώλεια ηλεκτρολύτη

Αν αυξηθεί η εσωτερική θερμοκρασία (από υπερφόρτιση κ.λ.π.), θα αυξηθεί η πίεση των αερίων, θα ανοίξει η βαλβίδα ανακούφισης και θα διαφύγει ηλεκτρολύτης. Είναι τα άσπρα άλατα που βλέπουμε καμιά φορά επάνω στον πόλο ενός στοιχείου.
Με λιγότερο ηλεκτρολύτη δεν είναι δυνατή η πλήρης φόρτιση του στοιχείου, με άλλα λόγια δεν είναι δυνατή η ανάκτηση όλης της ονομαστικής χωρητικότητας του. Σε αυτή την περίπτωση δεν υπάρχει γιατριά.

Τι άλλο πρόβλημα μπορεί να αντιμετωπίσω;

Αν και το στοιχείο δείχνει ικανοποιητική τάση και μπορεί να φορτιστεί, εν τούτοις πέφτει απότομα η τάση του αν του ζητηθεί μεγάλο ρεύμα. Το πρόβλημα συνήθως εντοπίζεται μετά από μία πτώση του μοντέλου, ή άλλη κακομεταχείρηση της μπαταρίας. Οι εσωτερικές ενώσεις του στοιχείου αρχίζουν να σπάνε και να αποχωρίζονται από τα ηλεκτρόδια και το μικρό κομμάτι που μένει δεν έχει την δυνατότητα να αντέξει στο ρεύμα που τραβάνε τα servo. Δυστυχώς δεν γίνεται αντιληπτό παρά μόνο αν κινηθούν 3-4 servo μαζί οπότε πέφτει η τάση και νεκρώνει και ο δέκτης. Μετά από πτώση του μοντέλου η μπαταρία είναι πάντα ύποπτη αστοχίας.

Εμφανίζουν "μνήμη" τα στοιχεία Ni-Cd;

Κάποτε σε ένα δορυφόρο, υπήρχε μία μπαταρία Νικελίου-Καδμίου που παρείχε την ίδια ποσότητα ενέργειας κάθε μέρα, και φόρτιζε μόνο όσες ώρες έβλεπαν τα φωτοστοιχεία τον ήλιο (πάντα τον ίδιο χρόνο κάθε μέρα). Οταν ζητήθηκε από αυτή την μπαταρία να δώσει περισσότερη ενέργεια, δεν μπόρεσε.Υπέθεσαν λοιπόν ότι "τα στοιχεία κατάλαβαν ότι δεν ήταν αναγκαία όλη τους η χωρητικότητα, οπότε και αρνήθηκαν να την δώσουν". Το φαινόμενο αυτό ονόμασαν "μνήμη". Το περίεργο είναι ότι αν και προσπάθησαν να επαναλάβουν αυτό το περιστατικό στα εργαστήρια δεν μπόρεσαν να το κάνουν με την ίδια ευκολία που περίμεναν.

Τα στοιχεία Ni-Cd σήμερα δεν εμφανίζουν "μνήμη" όπως την περιγράφει ο αρχικός ορισμός της "μνήμης". Εμφανίζουν άλλα συμπτώματα που είθισται να τα καλούμε "μνήμη".

Ενα στοιχείο Ni-Cd που φορτίζεται και εκφορτίζεται στο ίδιο ποσοστό της χωρητικότητάς του, αντίθετα με ότι πιστεύουν μερικοί, μπορεί να δώσει όλη την χωρητικότητά του. Απλά εμφανίζει στην πράξη ένα σκαλοπάτι στην καμπύλη εκφόρτισης, ή με άλλα λόγια μία υποχώρηση της τάσης του. Αυτή η μορφή μνήμης ονομάζεται "μνήμη μακράς διάρκειας".

Η επαναλαμβανόμενη μερική εκφόρτιση - φόρτιση λαμβάνει χώρα στην ίδια περιοχή στο εσωτερικό του στοιχείου. Στις υπόλοιπες περιοχές του στοιχείου ο ηλεκτρολύτης δεν ενοχλείται, και εκεί οι αρχικά μικροί κρύσταλλοί του ενώνονται μεταξύ τους σχηματίζοντας μεγαλύτερους σε όγκο κρυστάλλους, άρα η επιφάνεια της μεταξύ τους επαφής μειώνεται, και έτσι μειώνεται και η δυνατότητά του να συμμετάσχει στον ίδιο βαθμό στην εξέλιξη της χημικής αντίδρασης της εκφόρτισης.

Ο μετασχηματισμός των κρυστάλλων του ηλεκτρολύτη προκαλείται και από συνεχείς παρατάσεις της φόρτισης με ρεύμα C/10 ή χαμηλότερο ιδίως με ρεύμα trickle.

Ετσι στην πράξη, σε μεγάλη ζήτηση ρεύματος το στοιχείο αποδίδει γρήγορα την ενέργεια που μπορεί από τις περιοχές με τους μικρούς κρυστάλλους (καμπύλη Α1), αλλά στη συνέχεια, όταν καλούνται να αποδόσουν ενέργεια και οι περιοχές με τους μεγάλους κρυστάλλους, δεν μπορεί να διατηρήσει την τάση στα προηγούμενα επίπεδα (καμπύλη Β), με αποτέλεσμα να περνάει γρηγορώτερα το κρίσιμο σημείο των 1,1 V ανά στοιχείο.(κόκκινες γραμμές στο σχήμα).

Αυτό είναι πιό εμφανές στο ειδικό μηχάνημα cycler. Καθώς εξελίσσεται η εκφόρτιση, η τάση φθάνει στο κατώτατο προκαθωρισμένο όριο πριν εκφορτιστεί τελείως η μπαταρία και σε εμάς εμφανίζεται σαν μειωμένη χωρητικότητα. Το ίδιο συμβαίνει και στα κινητά τηλέφωνα και άλλα φορητά ηλεκτρονικά μηχανήματα, όπου ένα κύκλωμα διακόπτει έγκαιρα την λειτουργία όταν πέσει η τάση της μπαταρίας, για να μην αδειάσει τελείως. Ετσι ενώ απλώς έπεσε η τάση, εμείς νομίζουμε ότι άδειασε η μπαταρία.

Οι αρρωστημένες αυτές καταστάσεις μπορούν να προληφθούν με ένα πλήρη κύκλο εκφόρτισης-φόρτισης κάθε τρεις μήνες, και αν τελικά το φαινόμενο της μνήμης εμφανιστεί, τις περισσότερες φορές απαλείφεται με μερικούς πλήρεις κύκλους εκφόρτισης - φόρτισης, και ειδικότερα με μεγαλύτερη ένταση.

Κατασκευαστές σύγχρονων στοιχείων δηλώνουν ότι τα στοιχεία τους δεν πρόκειται να εμφανίσουν "μνήμη". Δεν ξεκαθαρίζουν όμως αν εννοούν ότι δεν θα εμφανίσουν "μνήμη" όπως ο αρχικός ορισμός της, ή ότι έχουν βελτιώσει την ποιότητα και υφή του ηλεκτρολύτη ώστε να μην εμφανιστούν τα μειονεκτήματα που περιγράψαμε παραπάνω.

Χρήση-Συντήρηση

Την περίοδο που οι μπαταρίες πομπού και δέκτη βρίσκονται σε εβδομαδιαία χρήση.
  • Ασε τις μπαταρίες με οποιοδήποτε φορτίο έχουν μετά την τελευταία πτήση που έκανες, και φόρτισέ τες με C/10 πριν την επόμενη έξοδο. Κάθε 7-8 κύκλους κάνε και μία φόρτιση με C/10 παρατείνοντας λίγο τον χρόνο, οπότε θα προλάβουν να φορτίσουν και τα χαμηλότερα από τα στοιχεία και να ισορροπήσουν με τα άλλα.
ή εναλλακτικά:
  • Εκφόρτισε (με τον εκφορτιστή) τις μπαταρίες αμέσως, και πλήρως, μετά την χρήση, και φόρτισέ τες λίγο πριν την επόμενη χρήση. Ετσι δεν θα δίνεις την ευκαιρία στα στοιχεία να αποφορτιστούν άνισα στην αποθήκευση.

Οι δύο παραπάνω διαδικασίες επιβαρύνουν λίγο την ζωή των μπαταριών, αλλά αυτή την επιβάρυνση δεν θα την δούμε ποτέ αφού θα τις αποχωριστούμε πολύ νωρίτερα. Εμάς μας ενδιαφέρει οι μπαταρίες να είναι υγιείς όλο το χρονικό διάστημα των τριών ετών που έχουμε σαν όριο ασφαλούς χρήσης.

Αποθήκευση

Αν οι μπαταρίες έχουν ή αποκτήσουν ελάττωμα, η μακρόχρονη αποθήκευση θα του δώσει την ευκαιρία να εκδηλωθεί. Αυτό είναι καλό για μας, αφού έτσι θα ενημερωθούμε έγκαιρα για την κατάσταση της μπαταρίας, πριν την χρησιμοποιήσουμε ξανά σε πτήση. Για να αποθηκεύσεις τις μπαταρίες του πομπού και του δέκτη για μακρύ χρονικό διάστημα:
  • Βγάλε την μπαταρία από τον πομπό, και την αντίστοιχη του δέκτη από το αεροπλάνο, για να αποφύγεις πιθανή διάβρωση των καλωδίων, πέρα από το καλώδιο που είναι κολλημένο στη μπαταρία. Αυτό το φαινόμενο διάβρωσης καλείται μαύρος θάνατος.
  • Εκφόρτισέ τες με τον εκφορτιστή, και αποθήκευσέ τες σε δροσερό μέρος. Για κάθε 10 βαθμούς κελσίου επάνω από τη "θερμοκρασία δωματίου", διπλασιάζεται ο ρυθμός οξείδωσης του διαχωριστικού. Δεν είναι κακή ιδέα να τις βάλεις στο ψυγείο (στο θάλαμο συντήρησης, όχι στην κατάψυξη).

Περιοδική συντήρηση και έλεγχοι

Για συντήρηση και έλεγχο, κάνε ένα κύκλο κάθε 3 μήνες. Αν δεν αποδόσει την αναμενόμενη χωρητικότητα, επανάλαβε τον κύκλο έως και 4 ακόμα φορές. Αν και πάλι δεν αποδόσει αυτό που περιμένεις η μπαταρία έχει τελειώσει.

Ελεγχος του ρυθμού αποφόρτισης

Κάνε ένα πλήρη κύκλο (φόρτιση με C/10 και αμέσως εκφόρτιση) και σημείωσε την αποδιδόμενη χωρητικότητα. Ακολούθως φόρτισε την μπαταρία με C/10, περίμενε 7 ημέρες και εκφόρτισέ την. Σύγκρινε την αποδιδόμενη χωρητικότητα με αυτή που απέδωσε στον συνεχή κύκλο.

Γενικά μία μπαταρία που χάνει το 15% του φορτίου της την εβδομάδα σε αποθήκευση είναι ένδειξη ότι άρχισε να γερνάει. Μπαταρία που χάνει το 10% σε μιά νύχτα, είναι κατάλληλη μόνο για αντίβαρο. Επειδή συνήθως η μπαταρία χάνει το φορτίο της εξ αιτίας των δενδριτών που αναπτύσσονται μέσα της, μπορείς να την βάλεις για λίγο στην ταχεία φόρτιση (με C ή 2C), οπότε το μεγάλο (συγκριτικά) ρεύμα θα κάψει τους προσωρινά τους δενδρίτες. Αλλά αυτοί θα ξαναγίνουν. Μπορείς δηλαδή να απαλείψεις τα συμπτώματα αλλά όχι και την αιτία.

Ελεγχος τάσης

Mετά από μακρόχρονη αποθήκευση αλλά και περιοδικά κατά την χρήση, έλεγχε την τάση κάθε στοιχείου της μπαταρίας. Είναι ένας καλός τρόπος για να βρείς αν κάποιο έχει χαλάσει. Δεν ενδιαφέρει το απόλυτο μέγεθος της τάσης, αλλά η σημαντική υστέρηση κάποιου από τα υπόλοιπα του πακέτου.

Τι επίδραση έχει η θερμοκρασία;

Πολύ μεγάλη. Για τις μπαταρίες Ni-Cd που τροφοδοτούν τον πομπό και τον δέκτη, η θερμοκρασία δωματίου (περιοχή 21 βαθμών C) είναι ιδανική για την φόρτιση, ενώ για την λειτουργία τους, και εννοούμε την εκφόρτιση κατά την πτήση, είναι η περιοχή των 30 βαθμών C. Με άλλα λόγια για την λειτουργία συμφέρει να έχουμε ζεστό καιρό και αντίθετα για την αποθήκευση συμφέρει να έχουμε κρύο. Αν και στην πατρίδα μας δεν είμαστε αναγκασμένοι να πετάμε σε χιόνια, πρέπει να έχουμε υπ' όψη μας ότι σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες η πτήση μπορεί να είναι αδύνατη εξ αιτίας των συσσωρευτών Ni-Cd.

Χρειάζονται διαφορετική αντιμετώπιση οι μπαταρίες ηλεκτροκίνησης;

Το χαρακτηριστικό που έχουν οι μεγάλες μπαταρίες κίνησης των ηλεκτρικών μοτέρ είναι η μικρή εσωτερική τους αντίσταση, και αυτό τους επιτρέπει να αποφορτίζονται πολύ γρηγορώτερα στην αποθήκευση, και να δίνεται έτσι η δυνατότητα στα στοιχεία να χάσουν την ισορροπία τους.

Η κλασσική συμβουλή ήταν:

  • άφησέ τες σε οιαδήποτε κατάσταση φορτίου βρεθούν μετά την πτήση.
  • πριν την επόμενη χρήση, φόρτισέ τες με αργή φόρτιση C/10 (δηλαδή από την προηγούμενη μέρα).
  • κάνε την πρώτη πτήση, εν γνώσει σου ότι η απόδοση θα είναι "αναιμική". Η απόδοσή της θα επανέλθει μετά την πρώτη ταχυφόρτιση. (Εναλλακτικά αντί να κάνεις την πρώτη εκφόρτιση της ημέρας εν πτήσει, εκφόρτισε την στο έδαφος με το όργανο).

Η νεώτερη συμβουλή είναι:

  • εκφόρτισε τελείως την μπαταρία μετά από την τελευταία πτήση της ημέρας.
  • πριν την επόμενη χρήση, ταχυ-φόρτισέ τες.

Ειδικά προκειμένου να τις αποθηκεύσεις επί μακρόν, εκφόρτισε στο σύνολο την μπαταρία με τον εκφορτιστή, και στη συνέχεια εκφόρτισε και κάθε στοιχείο χωριστά με μία αντίσταση 68 Ω για 24 ώρες. Οταν ολοκληρωθεί η εκφόρτιση όλων των στοιχείων, γεφύρωσε (βραχυκύκλωσε) τους δύο πόλους της μπαταρίας για να μην αναπτυχθεί καμμία χημική αντίδραση και αποθήκευσέ την σε δροσερό μέρος.

Mετά από 7-8 συνεχείς ταχυφορτίσεις πρέπει να φορτίσεις την μπαταρία και μία φορά με C/10 για να ισορροπούν τα στοιχεία. Για καλύτερο αποτέλεσμα, μπορεί να προηγηθεί η πλήρης εκφόρτιση με την αντίσταση όπως προαναφέραμε.

Οι μπαταρίες ηλεκτροκίνησης πρέπει να (ταχυ-)φορτίζονται σε θερμοκρασίες δωματίου, ή ψηλότερες. Αυτό σημαίνει ότι τον χειμώνα οι μπαταρίες φορτίζονται σε χαμηλότερο επίπεδο, απ' ότι το καλοκαίρι.

Επίσης, για να αποδόσουν την μέγιστη δυνατή ισχύ (μεγάλη ενέργεια σε μικρό χρόνο), πρέπει να είναι θερμές, όπως καταλήγουν στο τέλος της ταχυφόρτισης. Ετσι συμφέρει να τελειώνει η ταχυφόρτιση ελάχιστες στιγμές πριν ξεκινήσει η πτήση, για να παραμένει η μπαταρία στην ιδανική θερμοκρασία. Κατά την πτήση, που ξεφορτίζεται με σχετικά μεγάλες εντάσεις, η θερμοκρασία της διατηρείται. Τέλος στις περιπτώσεις κακού εξαερισμού της ατράκτου, η θερμοκρασία της μπαταρίας αυξάνει επιβαρύνοντας τη ζωή της.

 

[ #1-Γενικά περί Ηλεκτρικών Στοιχείων ] - [ #2-Φόρτιση ]- [ #3-Φορτιστές ] - [ #4-Εκφόρτιση-Εκφορτιστές-Cyclers ] - [ #6-Συσ. Ni-MH ]
[ #7-Συσ. Λιθίου ] - [ #8-Συσ. Μολύβδου ] - [ #9-Συχνές ερωτήσεις ] - [ #10-Τροφοδοσία συστημάτων Τ/Κ ]


 

Πρώτη σελίδα/Home Περιεχόμενα