Oct 162011
 

Setelah kita mengetahui berapa banyak jumlah sel yang diperlukan seperti di posting yang lalu, kita tidak bisa langsung melakukan kalkulasi untuk menentukan Ampere-hour baterai. Beberapa faktor harus dipertimbangkan yaitu

  1. Temperature derating faktor
  2. Desain margin
  3. Aging faktor (faktor umur0
  4. Pengaruh constant charging

1. Temperature derating faktor

Kapasitas baterai ditentukan oleh temperature, oleh karena itu untuk menyatakan kapasitas baterai selalu dikatakan pada temperature standar 250C. Makin rendah temperature, makin rendah kapasitas baterai. Catatan adalah, jika temperature terendah elektrolite adalah 250C maka tidak ada kenaikan kapasitas yang bisa dirasakan secara nyata.

 2. Desain margin

Pemberian desain margin ini biasanya 10%-20% persen dari beban sistem untuk mengantisipasi penambahan beban di masa depan, pemeliharaan yang tidak sesuai, discharging, ambient temperature yang rendah atau kombinasi dari semua faktor diatas. Sangat jarang hasil dari perhitungan ini ada di pasar, karena selalu diambil batas atas yagn ada dipasar.

 3. Aging faktor

Dalam masa hidup baterai, dikarenakan kondisi operasi yang tidak ideal, maka kapasitas dari baterai akan berkurang, dan ini biasanya sangat pelan sehingga tidak disadari dalam pemeliharaan sehari-hari. Dari jelas bahwa aging factor merupakan aspek ekonmi dalam perhitungan baterai. Untuk aplikasi yang melibatkan discharging rate yang tinggi dalam waktu singkat, seperti engine starting. rate bateri untuk menjadi flat pada aplikasi yang singkat cukup kecil, aging faktor yang rendah bisa diaplikasikan. Contoh pada aplikasi UPS dengan 15 menit discharge time dan service life 15 tahun. Aging faktor yang dipakai 1.11 sehinggga battery akan diganti pada saat kapasitasnya tinggal 90%

4. Efek pengisian baterai pada tegangan konstan

Pengisian baterai NiCd dalam waktu lama pada mode floating akan menyebabkan penurunan nilai tegangan rata-rata, jadi sebelumnya 1.2 V, akan berkurang. Kapasitas baterai akan berkurang bergantung pada discharge rate dan minimum tegangan baterai yang akan dicapai. Sistem desainer harus yakin bahwa capacity rating factor Kt (biasanya didapat dari manufacture) merupakan hasil dari pengisian pada tegangan tetap. Sebuah catatan dari IEEE Std 1115-2000 adalah, baahwa tidak dianjurkan untuk memilih mode tegangan konstan untuk baterai hermetically sealed nickel cadmium. Mengenai capacity rating factor akan dijelaskan pada posting berikutnya.

Oct 132011
 

Di tulisan yang lalu kita mempelajari penentuan duty cycle dan Baterai NiCd sel desain. Sekarang kita berlanjut ke penentuan ukuran baterai. Ada beberapa faktor yang menjadi penentu ukuran batterai (jumlah sel dan kapasitas). Termasuk didalamnya adalah maksimum sistem tegangan, duty cycle, factor koreksi dan margin desain. Terminologi untuk batarai yang disusun seri disebut sebagai battery string. Tegangan battery string adalah jumlah sel dikalikan dengan tegangan tiap sel. Ampere-hour dari battery string sama dengan ampere-hour dari satu unit sel battery. Jika Ampere-hour satu string baterai tidak mencukupi, maka harus beberapa string dipasang parallel untuk mencapai target ampere-hour.

Beberapa kondisi lingkungan bisa mempengaruhi kapasitas baterai :

  1. Kapasitas baterai akan berkurang jika temperature baterai menurun
  2. Kapasitas baterai akan berkurang jika discharge rate meningkat.
  3. Makin dekat tegangan terminal dengan minimum tegangan sel makin membatasi kapasitas baterai sel.
  4. Metode charging dapat mempengaruhi kapasaitas baterai.

Mengenai tegangan maksimum dan minimum, pada umumnya mengikuti common practice 9–10, 18–20, 36–40, 92–100, or 184–200 jumlah baterai sel untuk tegangan sistem 12, 24, 48, 125 dan 250 volt. Pemilihan range yang makin lebar akan membantu kita mendapatkan hasil yagn paling ekonomis. Lebih jauh, pemakaian sel yang makin banyak memungkinkan kita mendapatkan nilai minimum tegangan sel, sehinggakita dapatkan ukuran sel dengan duty cycle terkecil.

Hal ini dapat dicontohkan dibawah ini:

Sebuah sistem DC dibatasi dari 105V hingga 140V. baterai NiCd diseleksi untuk sistem ini. Vendor menyarankan tegangan charging adalah 1.47V. Baterai harus selalu discharge, sehingga tegangan output baterai charger adalah 140/1.47 V per cell = 95.2 cel atau 95 sel diperlukan. End Discharge =105/95=1.10 V per sel.

Selain cara menghitung diatas, durasi charging juga merupakan limiting factor. Charging time akan berkurang ketika charging voltage dinaikkan. Jika waktu charging dibatasi, maka kita harus menyeleksi baterai yang lebih besar yang bisa menerima arus charging yang besar.

Next >> factor-faktor eksternal yagn harus diperhitungkan dalam sizing baterai


%d bloggers like this: