Aby vám akumulátory dlouho vydržely, je potřeba je správně nabíjet. Různé druhy nabíjecích baterií však vyžadují také svoji specifickou údržbu. Jak správně akumulátory v domácnosti nabíjet, aby vám dlouho a dobře sloužily?
Akumulátory mají sice podstatně vyšší pořizovací cenu, nicméně jeden akumulátor může nahradit i stovky nenabíjecích baterií. Alkalická baterie o energetické kapacitě 3400 Wh (2300 mAh při napětí 1,5 V) se dá koupit zhruba za 7 Kč. NiMH akumulátor Sanyo Eneloop přibližně ve stejné kapacitě a se sníženým samovybíjením stojí přibližně 70 Kč. Pokud tedy nepočítáme cenu nabíječky a pokud by vydržel 1000 nabíjecích cyklů, pak lze říci, že ušetříme 7000 – 70 = 6930 Kč. To je impozantní částka (i když od ní odečteme cenu nabíječky – řekněme 600 Kč).
Je to ovšem úspora čistě teoretická, v praxi dochází k tomu, že kapacita s časem a počtem nabíjecích cyklů klesá a navíc většina zařízení, do nichž v domácnosti baterie či akumulátory používáme, nemá zase tak velkou spotřebu a tudíž těch 1000 cyklů ani zdaleka nevyužijete. Výjimkou jsou v tomto ohledu asi jen modeláři, kteří používají akumulátory na napájení svých modelů. K tomu abychom optimálně využili zakoupený akumulátor je také třeba o něj řádně pečovat a vhodným způsobem jej nabíjet.
ReklamaNabíjení NiMH a NiCd akumulátorů
Nejjednodušší a výrobci stále doporučovaný postup je nabíjení konstantním proudem o hodnotě 0,1 C tj. 1/10 nominální kapacity. Vzhledem k tomu, že proces nabíjení nemá 100% účinnost, nabíjí se akumulátor asi 16 hodin. Tento způsob ani nevyžaduje speciální nabíječku, dá se improvizovat z libovolného zdroje stejnosměrného napětí a omezovacího odporu. Je výhodný pro plně vybité akumulátory, nicméně pokud takto nabíjíte akumulátory vybité jen částečně, nebo pokud je v nabíječce zapomenete, dochází nutně k jejich přebíjení.
Baterie a akumulátory na Nazeleno.cz: |
|
V případě NiCd článků přebíjení tolik nevadí, protože tyto akumulátory snášejí proud odpovídající 0,1 C po relativně dlouhou dobu bez následků. V případě NiMH akumulátorů je to již horší, tam by u plně nabitého akumulátoru neměl proud přesáhnout hodnotu 0,05 C. Šestnáct hodin je také dlouhá doba, vývoj nabíječek proto směřoval k sofistikovanějším řešením, které umožní dobu nabíjení výrazně zkrátit a poměrně přesně rozpoznat stav, kdy je akumulátor plně nabitý. Na rozdíl od olověných akumulátorů, u nichž stačí měřit napětí, to však není vůbec jednoduché. V zásadě se pro ukončení nabíjení používají tři metody, případně jejich kombinace:
Detekce nabití akumulátoru pomocí teploty
U NiCd článků je až asi do 70% nabití účinnost nabíjení tak vysoká, že se článek téměř nezahřívá ani při proudech několikanásobně převyšujících jmenovitou kapacitu. Toho využívají ultrarychlé nabíječky. Po překročení této hranice účinnost klesá a článek se začne zahřívat. Po dosažení 100% nabití se všechna přivedená energie mění v teplo. Použitím vhodného dotykového teplotního čidla se tedy dá určit konec nabíjení. Moderní nabíječky s mikroprocesorem detekují rychlost růstu teploty, která je nejvyšší po dosažení plného nabití. U článků NiMH roste teplota dříve, což je pro tento způsob detekce konce nabíjení nevýhodné. Obecnou nevýhodou tohoto postupu je to, že zvýšená teplota zkracuje životnost článků.
Detekce nabití pomocí změny napětí
U NiCd článků dochází při nabíjení proudem větším než 0,5 C při dosažení plného nabití k poklesu napětí článku asi o 10 mV. Nabíječka na základě tohoto poklesu přeruší nabíjení. U NiMH článků je pokles nižší – jen asi 5 mV, což činí detekci konce nabíjení méně spolehlivou. Zato se ale objevuje i při nižších proudech než je ekvivalent 0,5 C (ovšem jen tehdy, pokud je teplota článku nižší než 25 °C). Je proto vhodná kombinace s nějakým dalším opatřením (např. časovač).
Detekce měřením doby nabíjení respektive dodaného náboje
Nabíjení je vhodné přerušit, když dodáme do článku přibližně 1,6násobek jeho jmenovité kapacity. Tento způsob je vhodný v kombinaci s předchozími metodami jako pojistka proti většímu přebití.
Konzervační (udržovací) dobíjení
NiCd a NiMH akumulátory nejsou příliš citlivé na přebíjení a pokud proud nepřekročí určitou hranici, mohou být dobíjeny trvale. Pro kompenzaci samovybíjení by měl stačit proud o velikosti několika procent hodnoty jmenovité kapacity – například pro akumulátor s kapacitou 1000 mAh by to byl proud o velikosti desítek mA. U některých typů akumulátorů určených pro záložní zdroje (např. nouzové osvětlení) výrobce přímo udává, jaký proud se má použít.
Chytré nabíječky nabízí mnoho funkcí a také diagnostiku akumulátorů. Připravte se však na cenu i více než 1000 Kč. (Foto: autor)
Většina moderních nabíječek používá k udržování náboje krátkých proudových pulzů. Pokud tedy po skončení nabíjení necháte akumulátor v nabíječce, bude udržován stále v plně nabitém stavu a připraven k okamžitému použití. Z hlediska čistě energetického to ale zas tak výhodná metoda není. Nabíječka si totiž stále bere ze sítě několik wattů. Ideální by nejspíš bylo napájení ze solárního fotovoltaického článku. Pokud ale akumulátory používáme každodenně, je stále zapnutá nabíječka asi nejlepší metodou jejich používání.
Nabíječky pro NiCd a NiMH články
Vývoj jasně směřuje k rychlým nabíječkám se sofistikovaným řízením nabíjecího procesu pomocí mikroprocesoru. Určitý problém je ale v tom, že my uživatelé do toho nemůžeme moc zasahovat a vlastně často ani nevíme, co vlastně nabíječka s článkem zrovna dělá. Některé levné rychlonabíječky tak mohou akumulátor zničit již po relativně malém počtu nabíjecích cyklů. Nabíjení také už dávno není jediná funkce, kterou nabíječka plní. Dražší nabíječky umí analyzovat stav akumulátoru (změřit napětí, vnitřní odpor, odhadnout stupeň nabití, ukázat jeho kapacitu při vybíjení apod.).
Užitečná funkce je formování nového akumulátoru, aby co nejdříve dosáhl své plné kapacity, nebo obnovení snížené kapacity pomocí nabíjecích a vybíjecích cyklů. Některé nabíječky při tom umí změřit kapacitu akumulátoru v každém cyklu, což poskytne informaci, zda je tento proces úspěšný. Výhodou pro zkušenější uživatele je, pokud nabíječka umí akumulátor pouze vybít a změřit při tom jeho kapacitu.
Některé vybrané nabíječky: |
|
Ultrarychlá nabíječka Varta 15-Minute Je to jedna z nejrychlejších nabíječek na trhu. Já osobně sice nemám důvěru v takto rychlé nabíjení (nutné dochází k zahřívání článků) , nicméně tato nabíječka je vybavena ventilátorem, takže snad články udrží na přijatelné teplotě. Někdy se rychlé nabíjení může hodit. Její cena je přibližně 1100 Kč. Jde o nabíječku s širokou paletou funkcí a možností uživatelského nastavení. Je určena pro NiMH nebo NiCd články velikosti AAA, AA. Na webu je většinou hodnocena kladně, patří ale mezi ty dražší. Stojí přibližně 1500 Kč. Tuto nabíječku provozuji a zatím jsem s ní spokojen. Jedinou výtku mám k tomu, že je na můj vkus poněkud přísná při analýze stavu akumulátorů. Některé starší kusy s větším vnitřním odporem prostě odmítne nabíjet (dokonce i vybíjet). Také mi trochu vadí zahřívání článků při nabíjení – pokud jsou v nabíječce čtyři kusy tak se dostatečně nechladí. Vyřešil jsem to malým pomocným ventilátorkem. Nabíječka GP KB02 Jde o velmi levnou nabíječku pro NiMH články velikosti AA a AAA, která i s dvěma akumulátory velikosti AA stojí 173 Kč. Nabíjecí proud pro AA je 220 mA, což při dnes běžných kapacitách znamená nabíjet 16 až 20hod. Nemá žádné vypínání , nicméně při trošce opatrnosti je docela dobře použitelná. |
Zásady pro bezpečné nabíjení NiCd a NiMH akumulátorů
Vysoká teplota akumulátorů je škodlivá. Zvláště nebezpečné jsou v tomto směru některé levné rychlonabíječky. Ironické je, když na nabíječce najdeme bezpečnostní varování, že baterie jsou horké při nabíjení. V takovém případě pomůže ofukovat nabíjené akumulátory proudem vzduchu z malého ventilátoru. Já jsem si upravil pro své nabíječky malý ventilátor z mikroprocesoru napájený z 12V zdroje (většina nabíječek má 12V externí zdroj), který se postaví nad nabíječku a celkem spolehlivě nabíjené akumulátory uchladí.
Životnost nabíjených baterií prodlouží také improvizované chlazení. (Foto: autor)
Další důvod proč akumulátory (platí to jen pro NiMH) při nabíjení chladit je, že pokles napětí akumulátoru na konci nabíjení se objevuje při nabíjení malým proudem, ale pouze při teplotách do +25 °C.
U starších akumulátorů, které mají zvýšený vnitřní odpor a sníženou kapacitu, se inteligentní mikroprocesorem řízené rychlonabíječky moc neosvědčují. Některé je dokonce zcela odmítnou nabíjet. V takovém případě je lepší nabíjet proudem 0,1 C a ke konci nabíjení hlídat jejich teplotu.
Výhodné jsou nabíječky, které na dispeji zobrazují údaje o době nabíjení, celkovém náboji a napětí článku. Umožní to lepší kontrolu nabíjecího procesu. pokud akumulátory používáte v zařízeních, která mají jen malou spotřebu nebo se používají jen občas, je vhodné je alespoň 1x za rok vybít a zase nabít. Pro taková zařízení je třeba používat raději akumulátory s menší kapacitou a velmi malým samovybíjením.
