27/05/2021
എന്താണ് C റേറ്റിങ്ങ്? പുതിയൊരു ബാറ്ററി വാങ്ങുമ്പോൾ C റേറ്റിങ്ങ് പരിഗണിക്കേണ്ടതുണ്ടോ?
ഒരു ബാറ്ററിയെ ചാർജ്ജ് ചെയ്യുന്നതിന്റെയും ഡിസ്ചാർജ്ജ് ചെയ്യുന്നതിന്റെയും വേഗതയെ സൂചിപ്പിക്കുന്ന ഒരു അളവാണ് C റേറ്റിങ്ങ്. 100Ah ഉള്ള ഒരു ബാറ്ററി 1C-യിൽ ഡിസ്ചാർജ്ജ് ചെയ്യുന്നു എന്ന് പറഞ്ഞാല് ആ ബാറ്ററി ഉപയോഗിച്ച് 100A കറണ്ട് പ്രവഹിപ്പിക്കുന്നു എന്നർത്ഥം. അത് 150Ah ബാറ്ററി ആയിരുന്നെങ്കിൽ 150A എന്നും.
ബാറ്ററിയുടെ ശേഷി പറയുമ്പോൾ 150Ah/C10 എന്ന് പറഞ്ഞാൽ, ആ ബാറ്ററി ഉപയോഗിച്ച് 15A-വരുന്ന ഒരു ലോഡ് പത്ത് മണിക്കൂർ പ്രവർത്തിപ്പിക്കാം. ബാറ്ററിയുടെ ശുപാർശ ചെയ്തിരിക്കുന്ന പരമാവധി ഡിസ്ചാർജ്ജ് കറണ്ടും ഇതാണ്. ഇപ്പറഞ്ഞതിനർത്ഥം C10-റേറ്റിങ്ങുള്ള ഒരു ബാറ്ററി C2-വിലോ 1C- യിലോ ഡിസ്ചാർജ്ജ് ചെയ്യാൻ പറ്റില്ല എന്നല്ല. അങ്ങനെ ഡിസ്ചാർജ്ജ് ചെയ്യുന്ന അവസരത്തിൽ രണ്ട് പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാവും.
1. ബാറ്ററിയുടെ വാറണ്ടി കിട്ടുന്നതിൽ ബുദ്ധിമുട്ടുണ്ടാവും.
2. ബാറ്ററിയുടെ മൊത്തം ഔട്ട് പുട്ടും ആയുസും കുറയും.
ഈ C റേറ്റിങ്ങിൽ C-യുടെ എത് വശത്താണ് നമ്പർ ഇടുന്നത് എന്ന് പ്രത്യേകം ശ്രദ്ധിക്കണം. 2C എന്നാൽ Ah×2 എന്നും C2 എന്നാൽ Ah×(1/2) എന്നുമാണ് അർത്ഥം. ഒരു 100Ah ബാറ്ററി, 2C എന്നാല് 100×2= 200A വരെ ആണ് ശുപാർശ ചെയ്യുന്ന ഡിസ്ചാജ്ജ്. മറിച്ച് C10 എന്നാണെങ്കിൽ 100/10 = 10A ആണ് ശുപാർശ ചെയ്യുന്ന കറണ്ട്.
എഞ്ചിനീയറിങ്ങ് ഭാഷാപ്രയോഗങ്ങളിൽ ഒരു ബാറ്ററി 2C ആണ് എന്ന് പറഞ്ഞാൽ അരമണിക്കൂർ കൊണ്ട് ബാറ്ററിയുടെ പൂർണ്ണശേഷിയോടെ അതിനെ ഡിസ്ചാർജ്ജ് ചെയ്യാം. C10 എന്നാൽ പത്ത് മണിക്കൂർ കൊണ്ടും.
ഇനി “C” റേറ്റിങ്ങിന്റെ പ്രധാന്യത്തെ കുറിച്ച് പറയുന്നതിന് ഒരു ലളിതമായ കണക്ക് പറയാം. സാധാരണ ഒരു ബാറ്ററിയുടെ ഇന്റേണൽ റെസിസ്റ്റൻസ് 0.1Ω ആണ്. നമ്മുടെ കയ്യിലുള്ള ബാറ്ററിയുടെ ശേഷി 150Ah- ആണെന്ന് കരുതുക. ബാറ്ററി റെസിസ്റ്റൻസ് അറിയാമെങ്കിൽ വോൾട്ടേജ് കണക്കിലെടുക്കേണ്ടതില്ല.
1C റേറ്റിങ്ങില് കറണ്ട് ഒഴുക്കിയാൽ, 150A വെച്ച് ഒരു മണിക്കൂര് ഒഴുകിയപ്പോൾ (150×150×0.1×1)Wh = 2250Wh= 2.25 യൂണിറ്റ് വൈദ്യൂതി ബാറ്ററിയിലെ ഇന്റേണല് റെസിസ്റ്റന്സിൽ നഷ്ടപ്പെട്ടു.
C10 റേറ്റിങ്ങില് കറണ്ട് ഒഴുക്കിയാൽ, 15A വെച്ച് പത്ത് മണിക്കൂര് ഒഴുകിയപ്പോൾ (15×15×0.1×10)Wh = 225Wh= 0.225 യൂണിറ്റ് വൈദ്യൂതി ബാറ്ററിയിലെ ഇന്റേണല് റെസിസ്റ്റന്സിൽ നഷ്ടപ്പെട്ടു.
C20 റേറ്റിങ്ങില് ബാറ്റി ഉപയോഗിക്കുമ്പോള്, 7.5A വെച്ച് ഒരു മണിക്കൂര് ഒഴുകിയപ്പോള് (7.5×7.5×0.1×20)Wh = 112.5Wh= 0.1125 യൂണിറ്റ് വൈദ്യൂതി ബാറ്ററിയിലെ ഇന്റേണല് റെസിസ്റ്റൻസില് നഷ്ടപ്പെട്ടു.
ബാറ്ററിയിലൂടെ ഒഴുകുന്ന കറണ്ടിന്റെ അളവ് കൂടുന്നത് അനുസരിച്ച് ബാറ്ററി വഴിയുള്ള ഊർജ്ജനഷ്ടവും കൂടും. ബാറ്ററി ഡിസ്ചാര്ജ്ജ് ചെയ്യുന്നതിന്റെ വേഗത കൂടുന്നത് അനുസരിച്ച്, ലഭ്യമാകുന്ന ഊർജ്ജത്തിന്റെ അളവ് കുറയും.
ഒരു ബാറ്ററി പൂർണ്ണമായും ഉപയോഗിച്ച് തീർക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഒരു 150Ah/C10 ബാറ്ററിയുടെ യഥാര്ത്ഥ കപ്പാസിറ്റിയായ 7.2 യൂണിറ്റ് കിട്ടണമെങ്കിൽ, 15A-ൽ കൂടുതൽ വലിക്കരുത്. പക്ഷെ പലപ്പോഴും 20A -ൽ കുറയാതെയാണ് വലിക്കാറ്. ഫലത്തിൽ ബാറ്ററിയിൽ നിന്ന് കിട്ടുന്ന ഔട്ട് പുട്ട് പറഞ്ഞിരിക്കുന്ന ശേഷിയിലും കുറവായിരിക്കും. പ്രായോഗികമായി ഈ 7.2യൂണിറ്റ് ശേഷിയുടെ 60%-ൽ കൂടുതൽ ഉപയോഗിച്ച് തീർത്താൽ ബാറ്ററി പെട്ടെന്ന് കേടാവും. അതിനെ കുറിച്ച് മറ്റൊരു പോസ്റ്റിൽ പറയാം.
കേവലം റെസിസ്റ്റന്സ് മാത്രമല്ല, ബാറ്ററിയിലെ ഉര്ജ്ജ നഷ്ടത്തിന് കാരണം. ഈ നഷ്ടത്തിന് പുറമെ വേണ്ടാത്ത രാസപ്രവര്ത്തനങ്ങളും പെടും. അപ്പോള് ഈ പറഞ്ഞ കണക്കിലും വ്യത്യസ്തമാണ് യഥാര്ത്ഥ നഷ്ടം. പക്ഷെ ഇത് ഒരോ ബാറ്ററിയിലും ഒരോ തരത്തിലായിരിക്കും. ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികൾ, താരത്യമേന കൂടിയ ഡിസ്ചാർജ്ജ് റേറ്റ് പിന്തുണയ്ക്കുമ്പോൾ ലെഡ് ആസിഡ് ബാറ്ററിക്ക് താരതമ്യേന ചെറിയ വേഗതയിലുള്ള ഡിസ്ചാർജ്ജുിങ്ങും ചാർജ്ജിങ്ങും മാത്രമേ സാധിക്കുകയുള്ളൂ. നിക്കൽ അയൺ ബാറ്ററി ആണെങ്കിൽ തീരെ പതുക്കെയേ ഡിസ്ചാർജ്ജ് ചെയ്യാനും ചാർജ്ജ് ചെയ്യാനും സാധിക്കുകയുള്ളൂ.
പൊതുവായി പറഞ്ഞാല് ലെഡ് ആസിഡ് ബാറ്ററികളിൽ 12V-150Ah, 10C ബാറ്ററിക്ക് 20C ബാറ്ററിയേക്കാള് ഏകദേശം 10%-ത്തോളം ഊര്ജ്ജ സംഭരണ ശേഷി കൂടാം. സാധാരണ ഇൻവെർട്ടർ ബാറ്ററികളിൽ C20 യിലാണ് ബാറ്ററിയുടെ സംഭരണശേഷി പറയാറ്. സോളാര് ആവശ്യങ്ങള്ക്ക് C10-റേറ്റിങ്ങിൽ ഉള്ള ബാറ്ററികളാണ് നല്ലത്.
അതുപോലെ
ഒരു സോളാർ അപ്ലിക്കേഷനിൽ 5kVA ഇൻവെർട്ടറിൽ 48V ബാറ്ററി വെച്ചാൽ, പരമാവധി ലോഡിൽ ബാറ്ററി കറണ്ട് 100A-ൽ അധികം വരും. അവിടെ 150Ah ബാറ്ററിയാണ് ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നതെങ്കിൽ 0.6C ആണ് ഡിസ്ചാർജ്ജ് കറണ്ട് വരിക. പക്ഷെ പലപ്പോഴും ഇത്തരം ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകളിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന സ്ഥിരം ലോഡ് 1000-2000W വരെ ആയിക്കും. അതായത് 20A-നും 45A-നും ഇടയിലാണ് പൊതുവായ ഉപയോഗം. C റേറ്റിങ്ങ് കണക്കിൽ പറഞ്ഞാൽ, 5kVA ഇൻവെർട്ടറിൽ 48V ബാറ്ററി വെച്ചാൽ, 0.3C യ്ക്കും 0.1C-യ്ക്കും ഇടയിലായാണ് പൊതുവെ ഉപയോഗം വരുന്നത്.
C റേറ്റിങ്ങിൽ തന്നെ തിരിച്ച് പറഞ്ഞാൽ ഇവിടെ 150Ah, C10 ബാറ്ററി പ്രായോഗികമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നത് C3 മുതൽ C10 വരെയാണ്. അതായത് മൂന്ന് മണിക്കൂറ് മുതൽ പത്ത് മണിക്കൂറിനുള്ളിൽ ഡിസ്ചാർജ്ജ് ചെയ്ത് തീരുന്ന രീതിയിൽ ആണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ശുപാർശ ചെയ്തിരിക്കുന്നത് C10 മുതൽ മുകളിലേക്കും. ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ ഒരു സാധാരണ ഇൻവെർട്ടർ ഉപയോഗത്തിൽ ഒരു 150Ah ലെഡ് ആസിഡ് ബാറ്ററി, അതിന്റെ ശേഷിയുടെ പകുതിയോളമേ തരികയുള്ളു.
ഒരു ഇൻവെർട്ടർ സിസ്റ്റത്തിന് ബാറ്ററി ഡിസൈൻ ചെയ്യുമ്പോൾ കേവലം ആവശ്യമായ ഊർജ്ജത്തിന്റെ അളവ് മാത്രം നോക്കിയാൽ പോരാ. പരമാവധി എത്ര കറണ്ട് വലിക്കും എന്ന് കൂടി കണക്കാക്കണം. ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം മാത്രം നോക്കി 42Ah ബാറ്ററി വെച്ച ഒരു സ്ഥലത്ത് കേവലം ആറ് മാസം കൊണ്ടാണ് ബാറ്ററി പൂർണ്ണമായും ഉപയോഗശൂന്യമായത്.
ഇവിടെയാണ് ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെ പ്രസക്തി. ലിഥിയം ബാറ്ററികൾ പൊതുവെ വരുന്നത് 1C റേറ്റിങ്ങിലും 0.5C റേറ്റിങ്ങിലും ഒക്കെയാണ്. ഫലത്തിൽ ഒരു 100Ah, 0.5C ലിഥിയം ബാറ്ററിയിൽ നിന്ന് 50A ഒരു പ്രശ്നവുമില്ലാതെ വലിക്കാം. 1C ആണെങ്കിൽ 100A തന്നെ വലിക്കാം. ഇതേ കറണ്ട് വലിക്കാൻ C10 ലെഡ് ആസിഡ് ബാറ്ററി ആണെങ്കിൽ 1000Ah ശേഷി വേണം. നിക്കൽ അയൺ ബാറ്ററികൾ കൂടിയ Ah വിൽക്കപ്പെടാനുള്ള കാരണങ്ങളിലൊന്ന് അതിന്റെ കുറഞ്ഞ C റേറ്റിങ്ങ് ആണ്.
ചുരുക്കത്തിൽ 150Ah ലെഡ് ആസിഡ് ബാറ്ററികൾ ഉപയോഗിച്ച് നിറവേറ്റുന്ന അതേ ഊർജ്ജ ആവശ്യങ്ങൾ ലിഥിയം ബാറ്ററികൾ ആണെങ്കിൽ 100Ah മതിയാകും. കൂടുതൽ റൗണ്ട് ട്രിപ്പ് എഫിഷ്യൻസിയും ആയുസും കിട്ടുകയും ചെയ്യും.
ലെഡ് ആസിഡിൽ നിന്നും ലിഥിയം സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് പോയാൽ.
1. ബാറ്ററിയുടെ സംഭരണ ശേഷി കുറയ്ക്കാം
2. മെയിന്റെനൻസ് കുറയും.
3. ലെഡ് ആസിഡ് ബാറ്ററിക്ക് അഞ്ച് വർഷം വരെ ആയുസ് കിട്ടുമ്പോൾ ലിഥിയം ബാറ്ററികൾക്ക് പത്ത് വർഷം വരെ ആയുസ് കിട്ടാം
4. ഊർജ്ജക്ഷമത കൂട്ടാം.
“C” റേറ്റിങ്ങ് മാത്രമല്ല ബാറ്ററികളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പിന്റെ അടിസ്ഥാനം. അതിനെ കുറിച്ച് കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾ അടുത്ത പോസ്റ്റിൽ പറയാം
Pic Courtesy:Lead–acid batteries for hybrid electric vehicles and battery electric vehicles
J. Garche, ... E. Karden, in Advances in Battery Technologies for Electric Vehicles, 2015
