Stanje napolnjenosti akumulatorja (SOC)
SOC (State of Charge) označuje stanje napolnjenosti akumulatorja, izraženo v odstotkih. Vrednost 100 % pomeni popolnoma napolnjen akumulator, 0 % pa izpraznjen akumulator glede na njegovo uporabno kapaciteto.
Poznavanje SOC je posebej pomembno pri cikličnih akumulatorjih, ki se redno polnijo in praznijo, na primer v solarnih sistemih, avtodomih, plovilih in drugih napravah.
Kako je SOC povezan z življenjsko dobo akumulatorja?
Z napolnjenostjo je neposredno povezana globina praznjenja (DOD – Depth of Discharge).
Če ima akumulator 50 % SOC, to pomeni, da je izpraznjen za približno 50 % svoje kapacitete oziroma da je njegov DOD približno 50 %.
Pri večini svinčeno-kislinskih cikličnih akumulatorjev globlje praznjenje pomeni manjše število razpoložljivih ciklov. Zato se za podaljšanje življenjske dobe pogosto priporoča, da jih pri redni uporabi ne praznimo bistveno pod 50 % SOC.
Dovoljena globina praznjenja je odvisna od tehnologije in priporočil proizvajalca.
Kako določimo SOC z merjenjem napetosti?
Pri svinčeno-kislinskih akumulatorjih lahko stanje napolnjenosti okvirno ocenimo z merjenjem napetosti odprtega tokokroga (OCV).
Za običajen 12 V akumulator s tekočim elektrolitom pri približno 25 °C veljajo naslednje orientacijske vrednosti:
-
100 % SOC: približno 12,6–12,8 V.
-
75 % SOC: približno 12,4 V.
-
50 % SOC: približno 12,2 V.
-
25 % SOC: približno 12,0 V.
-
Skoraj izpraznjen akumulator: približno 11,8–11,9 V.
Pri AGM in GEL akumulatorjih so lahko vrednosti nekoliko drugačne, zato je za natančnejšo oceno priporočljivo uporabljati podatke proizvajalca.
Napetost je treba meriti brez priključenega polnilnika in brez električne obremenitve, po možnosti po večurnem mirovanju akumulatorja. Za zanesljivejšo oceno je priporočljivo vsaj 6 ur mirovanja, še bolje pa dlje, če to dopuščajo okoliščine.
Zakaj samo merjenje napetosti ni vedno dovolj?
Napetost akumulatorja je odvisna tudi od temperature, trenutne obremenitve, predhodnega polnjenja in splošnega stanja akumulatorja.
Zato izmerjena napetost ne pove vedno natančno, koliko energije je še na voljo.
Pri sistemih, kjer je pomembno sprotno spremljanje napolnjenosti, se uporabljajo baterijski monitorji, ki merijo tok v akumulator in iz njega ter na podlagi porabljene in dodane električne energije ocenjujejo SOC.
Merjenje notranje upornosti in zagonske zmogljivosti (CCA) je koristno predvsem za ocenjevanje stanja oziroma zdravja akumulatorja (SOH), ne pa za neposredno in natančno določanje SOC.
Kako preprečimo prekomerno praznjenje akumulatorja?
Solarni regulatorji, razsmerniki, UPS naprave in baterijski nadzorni sistemi imajo lahko vgrajeno zaščito pred prekomernim praznjenjem.
Ta ob prenizki napetosti oziroma doseženi nastavljeni meji izključi porabnike in prepreči nadaljnje praznjenje.
Posebna previdnost je potrebna, kadar so električni porabniki priključeni neposredno na akumulator, brez ustrezne zaščite. V takšnem primeru lahko pride do preglobokega praznjenja in posledično do skrajšanja življenjske dobe.
Ali lahko SOC določimo z merjenjem gostote elektrolita?
Pri klasičnih svinčeno-kislinskih akumulatorjih z dostopnim tekočim elektrolitom lahko napolnjenost ocenimo tudi z merjenjem specifične gostote elektrolita.
Višja gostota praviloma pomeni višjo napolnjenost, nižja pa večjo izpraznjenost.
Gostota elektrolita pri popolnoma napolnjenem akumulatorju je odvisna od njegovega namena in konstrukcije. Pri številnih zagonskih akumulatorjih znaša približno 1,27–1,28 g/cm³ pri 25 °C, pri nekaterih trakcijskih in stacionarnih izvedbah pa je lahko drugačna.
Pri zaprtih AGM in GEL akumulatorjih merjenje gostote elektrolita ni predvideno, zato se uporabljajo druge metode spremljanja napolnjenosti.
SOC je pomemben pokazatelj napolnjenosti akumulatorja, vendar ga ne smemo zamenjevati s stanjem njegove ohranjenosti. Akumulator lahko kaže 100 % SOC, čeprav je zaradi staranja njegova dejanska kapaciteta že bistveno manjša od nazivne.