Din ce în ce mai sofisticate, dispozitivele de măsurare AMR necesită baterii cu litiu cu capacitate energetică mai mare. Cea mai recentă generaţie de dispozitive AMR,care utilizează tehnologii îmbunătăţite, este caracterizată de posibilităţi de măsurare multiple precum şi de un nivel mai ridicat al consumului energetic. Acest lucru înseamnă că este necesară o baterie cu capacitate mai mare.
Producătorii de baterii sunt sub continuă presiune pentru a răspunde nevoilor în schimbare ale producătorilor de AMR-uri, inclusiv adaptarea tehnologiei bateriei cu litiu pentru a reduce dimensiunea, greutatea şi costurile. În același timp, producătorii de baterii trebuie să găsească noi modalităţi de a crește capacitatea de a furniza impulsuri mari de curent actualelor dispozitive AMR.
Spre limita tehnologiei bateriilor cu litiu
Cea mai nouă generaţie de dispozitive AMR generează impulsuri ridicate de curent, la intervale cu consum scăzut sau fără între transmisii.
Bateriile cu Clorură de Litiu Thionyl sunt în general, de preferat pentru dispozitivele AMR, din cauza duratei lungi de viaţă și a unei mari densităţi de energie. Dar, așa cum repartitoarele de costuri devin tot mai complexe, această tehnologie este împinsă la limitele sale spre a oferi performanţe superioare fără a sacrifica durata de viaţă a produsului prin întreruperea funcţionării, datorate consumării bateriei şi astfel la perturbarea procesului de facturare.
Dintre toate bateriile cu litiu disponibile, cea de tip celule cu Li/SOCL2 oferă avantajele unei densităţi mai mari de energie și regim termic de funcţionare, excelente caracteristici de auto-descărcare şi caracteristici excelente de siguranţă.
Cu toate acestea, celulele tip bobină au de trecut două obstacole majore cu privire la aplicaţiile ce solicită pulsuri ridicate de curent, puls ridicat precum şi pasivizare după depozitare la temperaturi ridicate.
Pentru a aborda aceste probleme, inginerii au început să experimenteze o baterie hibrid care utilizează clorura de litiu tionil, în tandem cu un hibrid unic, stratul Condensator (HLC). Aceste celule hibride pot furniza impulsuri măsurate în amperi.
Aceste beneficii includ capacitate mare de energie, descărcare redusă (mai mică de 2% pe an), rezistenţă internă scăzută, fără efect de pasivizare şi un domeniu de temperaturi de funcţionare de la -40 la +85°C. Stratul condensator se încarcă de la baterie şi furnizează pulsuri de curent ridicat, datorită impedanţei de ieşire scăzute. Acesta este reîncărcat de baterie înainte de pulsul următor, pentru a elimina efectele de pasivare. Combinaţia dintre HLC şi o baterie cu litiu, permite monitorizarea ciclului de viaţă prin măsurători ale bateriei şi HLC în circuit deschis putându-se ştii capacitatea disponibilă,pentru a fi exact măsurată.
Reţele fixe de REPARTITOARE wireless
Unul dintre jucătorii cheie din domeniul AMR a dezvoltat un sistem capabil să furnizeze citiri zilnice ale consumurilor, starea echipamentelor, curenţii maximi şi alte date.
Aceste capabilităţi de a lega un singur transmiţător cu zece repartitoare separate incluzând contoare pentru gaz, apă şi electrice la un singur dispozitiv de colectare a informaţiei, fac unic acest sistem.
Prin oferirea unei singure soluţii pentru o gamă largă de aplicaţii de servicii de utilităţi se reduc costurile cu implemetarea.
În proiectarea unui sistem care transmite informaţii de mai multe ori pe zi, o baterie cu o durată mare de viaţă devine absolut necesară.
Mărirea timpului între înlocuirea bateriilor devine critic devenind un atuu de marketing.
Bateriile convenţionale cu clorură de litiu thionyl nu au oferit tensiunea sau capacitatea de a gestiona transmisia de date zilnice astfel încât proiectanţii selectează o baterie hibrid cu litiu. Ei cred că oferă o soluţie ideală, care să permită acestor sisteme să fie mai mici și mai eficiente, oferind soluţia ideală pentru cel puţin zece ani.
Alte exemple, acolo unde aceste baterii cu litiu hibride noi au avut succes sunt aplicaţiile ce necesită pulsuri ridicate de curent precum contoarele de apă și gaze preplătite.
Contoare de apă preplătite
În anumite regiuni ale lumii, în principal Europa și Orientul Îndepărtat, contoarele preplătite sunt cele mai utilizate.
Recent, a fost dezvoltată o aplicaţie în Extremul Orient a unui producător de contoare de apă preplătite, care necesita o baterie cu o tensiune minimă de 2.4V, viaţă de operare de cinci ani sau mai mult, cele mai mici dimensiuni şi volum posibil şi cu capacitatea de a suporta temperaturi extreme (-10°C la +55°C) și umiditate ridicată (93%).
Această aplicaţie specifică folosea iniţial o baterie cu clorură de litiu tionil tip D care putea oferi aproximativ șase ani de viaţă. Cu toate acestea, aparatul a fost capabil să utilizeze doar 14% din capacitatea teoretică datorită construirii unui strat de pasivizare cauzat de temperaturile ambiante ridicate. Celulele D-size au fost, de asemenea, prea mari pentru cerinţele clientului.
Pentru a se atinge ceinţele impuse, s-au folosit o baterie litiu 2/3AA și un condensator cu strat hibrid (mai mic decât 1/2AA de celule). Soluţia acumulator hibrid ocupă spaţiu mai mic, este mai eficientă, și oferă până la șapte ani de viaţă.
Contoare de gaz preplătite
Un producător de contoare de gaz preplătite din Estul Îndepărtat avea nevoie de o baterie cu tensiunea minimă de 2,8V, durata de funcţionare de peste șapte ani și capacitatea de a rezista celor mai extreme temperaturi (-35°C la +85°C). Pe baza
profilului de sarcină tipic, o baterie standard de litiu cu clorură de tionil şi dimensiunea C poate oferi până la 6.65 ani de funcţionare, în timp ce o baterie de mare capacitate de tip D poate oferi până la 14.01 ani de operare. Pentru a gestiona impulsurile de curent, ambele baterii necesită un condensator electrolitic (47000mF), în paralel.
Aici apare o problemă importantă deoarece un condensator electrolitic din aluminiu are o rată relativ mare de scurgere, pierzând astfel energie. Combinaţia de celulă D și condensator, de asemenea, depășește cerinţele clientului ca dimensiuni.
Folosind o baterie litiu hibrid / HLC ca acumulator, o baterie tip C cu clorură de tionil în tandem cu un condensator mic poate oferi până la 8.08 ani de funcţionare.
Un pachet similar folosind o baterie D poate oferi până la 18.07 ani de funcţionare. Stratul hibrid HLC nu suferă datorită efectelor de pasivare, sau problemelor de scurgere asociate cu electrolitul din condensatorii cu aluminiu.
Cu reglementările actuale din domeniul AMR, producătorii se străduiesc să facă faţă tehnologiilor din ce în ce sofisticate, aceştia trebuind să lucreze îndeaproape cu producătorii de baterii pentru a se asigura că tehnologiile emergente ale bateriilor pot ţine pasul cu necesităţile.
Roccas ICCP
Şos. Pantelimon 10-12 Et. 6, Sector 2 Bucureşti
Tel.: + 40 (0) 21 252.89.90;
Fax: + 40 (0) 21 252.77.47
roccas@roccas.ro
www.roccas.ro