Technical Support
แบตเตอรี่ คือ อุปกรณ์เก็บประจุไฟฟ้าซึ่งผลิตออกมาในหลายรูปแบบ ; ขนาด, แรงดัน และความจุ เมื่อนำโลหะ 2 ชนิด จุ่มในสารละลายก็จะเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้า เมื่อต่อโลหะทั้ง 2 ชิ้นก็จะเกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน โดยความต่างศักย์หรือแรงดันที่เกิดขึ้นจะขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่ใช้ซึ่งความแตกต่างของวัสดุที่ใช้ทำ เกิดคุณสมบัติของแบตเตอรี่ชนิดต่างๆ เช่น ตะกั่ว-กรด, นิเกิล-แคตเมียม, ลีเธียม, เงิน-อัลคาไลน์ ในที่นี้จะกล่าวถึงเทคโนโลยีแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด (lead-acid) โดยใช้ตะกั่ว และตะกั่วออกไซด์จุ่มลงในกรดซัลฟูริค โดยแต่ละเซลล์มีความต่างศักย์ 2 โวลต์ |
ดังนั้นแบตเตอรี่ คือ การนำเซลล์มาต่อกันเพื่อให้ได้แรงดันและความจุที่ต้องการ โดยจำนวนเซลล์ที่มากก็จะได้แรงดันสูง และถ้าแผ่นธาตุมีขนาดใหญ่ก็จะได้ความจุ (แอมป์อาวว์) สูง
เพื่อให้ง่ายต่อการใช้งานจึงมักผลิตแบตเตอรี่ เป็น 12 โวลต์ โดยนำ 6 เซลล์มาต่อกัน แต่ก็สามารถผลิตแบตเตอรี่เป็น 6 โวลต์ 4 โวลต์ หรือ 2 โวลต์ ที่เรียกว่าแบตเตอรี่เซลล์เดียว
แบตเตอรี่สามารถนำมาต่อแบบอนุกรม เพื่อให้ได้ขนาดแรงดันที่ต้องการ (เพิ่มจำนวนเซลล์) และสามารถนำมาต่อแบบขนานเพื่อให้ได้ความจุที่ต้องการ ในระบบใหญ่ ๆ ที่มีแรงดันและความจุสูงอาจนำเซลล์มาต่อทั้งแบบอนุกรมและขนาน เพื่อให้ได้ขนาดที่ต้องการ
แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด
ชนิดของการผลิต | การประยุกต์ใช้งาน |
1. ปิดผนึก หรือวาล์วปรับแรงดัน | 1. อุตสาหกรรม |
2. ระบบเปิด ( Vented ) | 2. รถยนต์ ( ใช้ในรถยนต์ และพาหนะอื่นๆ ) |
3. แทรคชั่น ( รถมอเตอร์ไฟฟ้า ) |
ข้อควรระวัง : ควรเลือกใช้แบตเตอรี่ให้เหมาะสมกับการใช้งาน
ในที่นี้จะมุ่งเน้นต่อการใช้งานในอุตสาหกรรมสำรองไฟฟ้า ไม่เน้นเรื่องรถยนต์ หรือแทรคชั่นแบตเตอรี่
สามารถแบ่งตามวิธีการผลิตและการใช้งานได้ดังนี้ (VRLA แบตเตอรี่ถูกนำมาใช้แทนแบบ Vented ในหลายการใช้งาน)
เปิด / VENTED | ปิดผนึก / VRLA |
1. เทคโนโลยีเก่า | 1. ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม |
2. ต้องการพื้นที่แยกเพื่อติดตั้งแบตเตอรี่ | 2. สามารถใช้ได้ในพื้นที่ทั่วไป |
3. ต้องการการดูแลสม่ำเสมอ | 3. ดูแลรักษาน้อย หรือไม่ต้องดูแล |
4. ต้องการมีมาตราฐานความปลอดภัย | 4. ปลอดภัย |
5. ติดตั้งในแนวตั้ง | 5. ติดตั้งได้หลากหลายแบบ |
6. จะต้องใช้สายไฟมากกว่าในการติตดั้ง | 6. สามารถติดตั้งใกล้ไกลก็ได้ |
Note : Sealed Lead Acid (SLA) เป็นชื่อเก่าซึ่งปัจจุบันใช้ Valve Regulated Lead Acid (VRLA)
ในการเลือกใช้แบตเตอรี่ควรคำนึงถึงลักษณะการใช้งานก่อนการเลือกขนาดของแบตเตอรี่ เช่น ต้องการ High rate, อายุการใช้งานยาวนาน, ใช้งานแบบไซเคิลสูง หรือ ราคาถูก
BSB GB / HR / DC / EVX / DB / LSE / LSG / OPZV / OPZS / FA SERIES / SOLAR |
สาธารณูปโภค, การสื่อสารโทรคมนาคม |
UPS, การเดินเรือ, Cable TV |
ระบบรักษาความปลอดภัย |
อุปกรณ์การแพทย์ อุปกรณ์ทดสอบอิเล็กทรอนิกส์ |
อุปกรณ์โทรทัศน์ และวีดีโอแบบพกพา |
ไฟแสงสว่างพลังแสงอาทิตย์ |
ของเล่น, เก้าอี้รถเข็น, รถกอล์ฟ |
รถตัดหญ้าไฟฟ้า |
หุ่นยนต์ |
วิธีการเลือกขนาดของแบตเตอรี่ที่ถูกต้อง
จากที่ทราบกันว่าแบตเตอรี่มีขนาดหลากหลาย เพื่อหาขนาดที่ถูกต้องจะต้องทราบโหลดของอุปกรณ์ และระยะเวลาสำรองไฟที่ต้องการ
โหลดของแบตเตอรี่
ส่วนมากจะคำนวณโหลดในหน่วยของกระแสไฟ (แอมป์) แต่ถ้าไม่ทราบจะให้ใช้กำลังในหน่วยของวัตต์ ก็นำมาคำนวณหากระแสโหลดได้โดยหารด้วย ขนาดของแรงดันระบบ
ระยะเวลาสำรองไฟ
คือ ระยะเวลาที่ต้องการให้แบตเตอรี่จ่ายไฟสำรองให้โหลดอาจถูกเรียกว่า Autonomy หรือระยะเวลาการคายประจุ (discharge time)
ตัวอย่าง : เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าขนาด 10 แอมป์ เป็นระยะเวลา 3 ชั่วโมง นำค่าทั้ง 2 ไปหาความสัมพันธ์ก็จะได้ค่าความจุแบตเตอรี่เป็น แอมป์-อาวว์ ( Amp-Hour ) (Ah) และเลือกรุ่นของแบตเตอรี่ BSB จากรุ่นถัดไป
สังเกตุได้ว่ารุ่นที่เลือกจะมีค่าสูงกว่าความจุที่คำนวณได้ (V x H) จากตัวอย่างใช้ 10 แอมป์ x 3 ชั่วโมง = 30 แอมป์อาวว์ และเลือกรุ่นแบตเตอรี่ 33 แอมป์อาวว์ ที่ต้องเลือกรุ่นที่ใหญ่กว่า เนื่องจากแบตเตอรี่ GB ให้ค่าความจุที่ 20 ชั่วโมง ซึ่งหมายความว่าจะได้ค่าคายประจุในระยะเวลานั้น
การชาร์จ หรืออัดประจุที่เหมาะสมสามารถยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้ ควรใช้เครื่องชาร์จแบบแรงดันคงที่ การอัดชาร์จที่เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิด้วย (ปกติ 20°C) กระแสชาร์จสูงสุดไม่เกิน 1 ใน 4 ของความจุแบตเตอรี่ และมีกระแสเปลี่ยนแปลงต่ำ
การอัดประจุแบบโฟลต์
การชาร์จแบบนี้มักใช้ในกรณีของเครื่องสำรองไฟใช้งานเมื่อไฟดับ โดยปกติค่าแรงดันการชาร์จแบบนี้มักจะต่ำกว่าการใช้งานในแบบ Cycle
การชาร์จแบบ Cycle
การชาร์จแบบนี้จะใช้งานกับแบตเตอรี่ที่ถูกอัดและคายประจุซ้ำ ๆ เช่นพวก เครื่องใช้ไฟฟ้า รถเข็นไฟฟ้า รถกอล์ฟ ฯลฯ ควรใช้กระแสชาร์จสูงขึ้นแต่ไม่ควรมากนักเนื่องจากจะทำให้แบตเตอรี่เสียหายได้
Note : ควรทำการชาร์จแบตเตอรี่ทันทีเมื่อแบตเตอรี่ถูกใช้งานจนหมด และสามารถขอคำปรึกษาการตั้งค่ากระแสชาร์จที่เหมาะสมจากส่วนงานเทคนิคของ BSB
ระยะเวลาการเก็บแบตเตอรี่ (shelf life) อยู่ที่ประมาณ 12-18 เดือน ที่อุณหภูมิ 20°C นับจากการชาร์จครั้งสุดท้าย
คำเตือน
- ไม่ควรเก็บแบตเตอรี่ เมื่อแบตเตอรี่ยังมิได้ถูกชาร์จจนเต็ม
- ควรเก็บรักษาแบตเตอรี่ในที่แห้ง สะอาด เก็บในอุณหภูมิที่เย็น และอยู่ในหีบห่ออย่างดี
- ถ้าเก็บนานกว่า 12 เดือน ควรทำการชาร์จเพิ่มเติม
อายุการใช้งานที่ออกแบบไว้ | |
FLOAT | แบตเตอรี่แต่ละชนิดได้ถูกออกแบบให้มีอายุใช้งานจำกัด โปรดพิจารณาอายุใช้งานที่เหลืออยู่ของแบตเตอรี่และควรเปลี่ยนลูกใหม่ เมื่อใกล้หมดอายุควรเก็บข้อมูล และระบุวันที่ติตดั้งบนฉลากของแบตเตอรี่ เพื่อสามารถกำหนดวันเปลี่ยนแบตเตอรี่ใหม่ได้ถูกต้อง อาจจะสังเกตุจากความจุหรือระยะเวลาสำรองไฟที่ลดลงเมื่อแบตเตอรี่ใกล้หมดอายุ อายุการใช้งานของแบตเตอรี่จะลดลงเมื่ออุณหภูมิใช้งานสูงกว่า 20°C |
CYCLE | แบตเตอรี่ที่งานแบบไซเคิลจะหมดอายุเมื่อใช้รอบไซเคิลตามข้อกำหนดของแบตเตอรี่ จำนวนรอบอายุขึ้นอยู่กับค่าความลึกของการคายประจุ depth of discharge ( DOD )ในแต่ละรอบการคายประจุมีค่า DOD สูง อายุการใช้งานรอบจะลดลง ค่า DOD แสดงถึงค่า % ของความจุแบตเตอรี่ที่ถูกคายออกตามจำนวนรอบที่ระบุ |
การเกิดซัลเฟต / การอัดประจุไม่เพียงพอ
คำเตือนไม่ควรทิ้งแบตเตอรี่ในสภาวะการคลายประจุ คือ หลังการใช้งานควรทำการอัดประจุให้สูงกว่าค่าแรงดันปรกติ เพราะว่าเมื่อแรงดันเปิดวงจรมีค่าต่ำกว่าแรงดันปรกติจะทำให้เกิดซัลเฟต ถ้าแบตเตอรี่ถูกเก็บไว้ในสภาพนี้ในเวลานาน ผลึกซัลเฟตจะก่อตัวขึ้น และทำให้ไม่สามารถอัดประจุได้ ขึ้นอยู่กับปริมาณของซัลเฟตที่เกิดขึ้น แบตเตอรี่อาจปรับสภาพกลับคืนได้โดยการทำอัดประจุที่แรงดันสูงแต่ควบคุมกระแสคงที่ที่ 10% ของความจุแบตเตอรี่เป็นระยะเวลาไม่เกิน 12 ชั่วโมง
Note : เมื่อทำการอัดประจุที่แรงดันสูง ควรดูแลแบตเตอรี่อย่างใกล้ชิดและหยุดการอัดประจุทันทีถ้าอุณหภูมิของแบตเตอรี่สูงขึ้นมาก ค่าแรงดันควรถูกปรับลดลงเมื่อแบตเตอรี่กลับสู่สภาพปรกติิ
Overcharge / การอัดประจุเกิน
ตามที่กล่าวก่อนหน้านี้ การอัดประจุที่เหมาะสมขึ้นอยู่กลับแรงดันกระแสและอุณหภูมิ และมีความสัมพันธ์กัน รวมทั้งอาจทำให้เกิดการ Overcharge ได้ ในสภาวะนี้อาจทำให้เกิดปรากฎการณ์ “Thermal runaway” เนื่องจากความร้อนภายในแบตเตอรี่ทำให้เกิดการกระจายความร้อนและเกิดก๊าซไหลออกมาทางวาล์ว ซึ่งจะทำให้แผ่นธาตุบวกสึกหรอในเวลาอันสั้น ทำให้แบตเตอรี่หมดอายุได้โดยเร็ว
ในสภาวะที่เกิดความร้อยภายในตัวแบตเตอรี่เกิด Thermal runaway เนื่องจากปฏิกริยาเคมีไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในแบตเตอรี่ แบตเตอรี่อาจคายประจุได้ไม่สม่ำเสมอ และอาจจะไม่สามารถแก้ไขได้
อุณหภูมิ
คำเตือน : ความร้อนเป็นอันตรายต่อแบตเตอรี่ ควรใช้งานแบตเตอรี่ในอุณหภูมิที่เหมาะสมที่ 20 oC อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะลดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว ในการนี้อาจเกิด Thermal runaway ส่งผลให้เกิดก๊าซไฮโดรเจน และออกซิเจน อย่างมาก และแบตเตอรี่ไม่สามารถนำมาใช้งานได้ในที่สุด