ХИТ необходимо рассчитывать работу РЭА так, чтобы она обеспечивала требуемые параметры при t/h/t/ = 2 ...1,2.

Стремление уменьшить объем ХИТ значительно удорожает стоимость эксплуатации. Например, уменьшение объема ХИТ в четыре раза увеличивает эксплуатационные расходы в пять раз, увеличение времени работы в 2,5 раза увеличивает расходы вдвое (рис. 9.4, б), так как в этих случаях ИП работает в невыгодных режимах.

Изменение свойств электролитов от температуры - причина изменения энергоемкости ХИТ (рис. 9.5).

Наиболее полно ХИТ характеризуются связями между параметрами Wm. и Рт, W и Р . На рис. 9.6, а, б приведены усредненные данные по системе в целом (внутри нее в зависимости от конструкции могут быть отклонения), позволяющие оценить пригодность того или иного ХИТ для заданных условии

Для ВИП с фотоэлектрическими преобразователями определяющими факторами будут: плотность потока энергии излучения Солнца Pg и тем-ператур;а, что показано на рис. 9.7.

Основные электрические параметры ип

Основными электрическими параметрами ИП являются: э. д. с. £- разность потенциалов на выходных зажимах источника, определяемая материалом электродов и концентрацией электролита (для ГЭ £ = 1,7 ... 0,65 В, для А - 2,5 ... 1,36 В); напряжение U - разность потенциалов на зажимах источника при включенном сопротивлении нагрузки (часто рассматривают значения начального t/jj и конечного t/кн напряжений); внутреннее сопротивление ИП Лщ, - собственное сопротивление электродов и находящегося между ними электролита; срок хранения txv - время, а течение которого ИП сохраняет свои исходные свойства до начала эксплуатации (время хранения, например, ГЭ или А без электролита); срок сохранности /сх-р - время, в течение которого сохраняется заданное значение напряжения; время рабо-

мощности более 10 ... 10 Вт наиболее целесообразно (по возмож-, ности) использовать электрические сети, генераторы переменного тока и магнитогидродинамические генераторы.

Так как коэффициент ц растет при увеличении Г11,/гвп (рис. 9.2), то целесообразно работать при больших значениях Гцр/гц. Однако при этом приходится мириться с невозможностью отбора больших мощностей (например, при Г[ - = 0,96 энергоемкость источника должна быть в 22 раза выше, чем отбираемая мощность), что требует относительно малых разрядных токов ИП.

Обобщенные характеристики ХИТ представлены на рис. 9.3. Срок службы дан в циклах (марганцево-цинковые ГЭ и ГБ тоже допускают до 10 циклов подзаряда), сохранность - в месяцах, самозаряд (за месяц при нормальной температуре) - в процентах. Механическая г:ро4Ность, рабохосаособность в буферном режиме (только для аккумуляторов), степень вредности влияния и сложности ухода при эксплуатации даны по 5-балльной системе (5 - наивысшие прочность и работоспособность (в буферном режиме), наибольшие вредность или сложность ухода; 1 - очень низкая прочность, плохая работоспособность, практическая безвредность, очень простой уход). Стоимость дана в относительных единицах по отношению к усредненному МЦ элементу на один рабочий цикл.

Одной из определяющих характеристик ПИП является разрядная кривая, которая связывает значение напряжения на выходе с относительной разрядной еркостью Qp. Эти зависимости показаны на рис. 9. 4, а. Все кривые, кроме 7, относятся к 10-Ч режиму разряда. Разрядные кривые всех ХИТ, за исключением резервных и РЦ, имеют три характерных участка: начальный, на котором напряжение резко падает (повышается у резервных и РЦ), средний, относительно пологий, который можно аппроксимировать прямой линией, и конечный крутопадающий, соответствующий концу разряда. Поэтому для большей эффективности использования

Р,Вт

0,1 0,1 О 0;it 0,6 0,8

1 3 i> 66 810 ni

Срон службы, иилль/

- сохраллость, мес:

®

z- сухого,--

С ЗЛеЛЛ7Р0Л1/Л7ОЛГ\,

emouMOcmt

1 3 It 5 6 1

Budb/ характерных X/fT(1...9J

гдня

®

ТЫ /р - время, в течение которого гарантируются определенные значения параметров ИП (для ГЭ и А часто дается время работы свежего /р СБ ИП и в конце срока хранения /рхр).

Обычно основные параметры ИП рассматривают во взаимосвязи с циклом /ц - временем, в течение которого происходит нормальный разряд (для большинства ГЭ только один цикл разряда, для некоторых - возможно частичное восстановление исходных свойств на несколько циклов, для А - несколько десятков или сотен циклов заряд-разряд).

Разряд ХИТ может быть непрерывным в течение заданного промежутка времени, прерывистым, когда ХИТ разряжается в течение периодически повторяющихся промежутков времени, и перемежающимся, когда источник тока непрерывно разряжается в режиме переменных нагрузок (включая режим разряд-заряд в стартерном режиме). Разрядные характеристики задаются либо при Гдг = const, либо при /р = const.

Разрядная емкость = /р/р представляет собой количество электричества, которое отдается во внешнюю цепь. Теоретическая разрядная емкость определяется числом Фарадея и массой активного вещества. Но так как практически

Рис. 9.1. Области целесообразного использования различных видов ИП:

МГ - мускульные генераторы; ХИТ - гальванические элементы и аккумуляторы: ЭС, Г ПТ и МГД - электрические сети, генераторы переменного тока и магнитогидродинамические генераторы; СБ - солнечные батареи; ГЭБ, ТЭМГ - термоэлектрические батареи и термоэмиссионные генераторы; ТОЭ - топливные элементы

Рис. 9.2. Изменение коэффициента полезного действия п, полной (Pj.) и полезной

(Рпол) мощностей и мощности потерь (Рпот) при изменении отношения сопротивления нагрузки к внутреннему сопротивлению ИП (гнг/гвн)

Рис. 9.3. Обобщенные характеристики ХИТ: ; - НК-аккумуляторы ламельные; 2 - НК-вккумуляторы безламельные, 3 - НК-аккумуляторы герметичные, 4 - кислотные. 5 - НЦ-аккумуляторы, 6 - СЦ-элементы, 7 - МЦ-элементы, 5 - РЦ-элементы, 9 - ММ (медно-магниевые) элементы

не все активное вещество используется полностью, то вводят коэффициент использования активного вещества К = >nQi,l М (т - расход активных веществ, г/А-ч, М - полная масса активных веществ) KJJ всегда меньше единицы и зависит от тока /р. Чем больше /р, тем меньше Qp и KJ- Р* f-Hrconst Q = -Z(U i + Ui)til2rr; при /р = const Q = S/p iti, где ti - отрезки времени, характеризуемые значениями (/ j и Ut или разрядным током Ipi.

Значения Qp, Wp или Рр, отнесенные к массе или объему ИП, дают массовые или объемные удельные характеристики обобщенного характера.

Изменениятемпературы окружающей среды ухудшают эксплуатационные параметры ИП: при ее понижении растет сопротивление rH. из-за чего падают U, Qp, Wp и Рр, а при повышении увеличивается саморазряд, вследствие чего сокращаются <хр, (с хр, р, Qp. Wp и Рр

Невозможно одновременно обеспечить минимум потерь на внутреннем сопротивлении Гвн (Ц ->-1) и максимум отдаваемой мощности (т) = 0,5). При -> О мощность источника резко растет по сравнению со значениями мощности, от него отбираемой. При Гщ, = отбор мощности максимален, но при этом падение напряжения на г г рав но 0,5t/.

Зарядная емкость - количество электричества, которое должно быть введено в аккумулятор, чтобы обеспечить его разрядные характеристики (измеряется в ватт-часах или джоулях). Разрядная емкость ИП тем выше, чем больше в нем химически активных веществ и чем меньше поверхностная плотность тока электродов. Для ГЭ и ГБ ре комендуется выбирать /р < 0,01... ... 0,5 Qp. При разрядных токах 0,08 ... 0,2 Q разрядная емкость ГЭ и ГБ падает в два, у аккумуляторов и батарей из них (кроме СЦ) - в полтора раза. Поэтому при малых /р предпочтительнее режим непрерывного, а при больших - прерывистого разряда.