Гелеві акумулятори та їх використання

Свинцево-кислотні акумулятори набули досить широкого поширення як в якості тягових батарей (наприклад для живлення електронавантажувачів), так і в якості стартерних батарей автомобілів. У системах безперебійного і резервного електроживлення будинків і підприємств також застосовуються свинцево-кислотні акумулятори.

Системи автономного електропостачання будинків часто містять акумуляторну батарею великої ємності, або складання на кілька сотень ампер-годин, покликану забезпечити тривале енергопостачання житла.

Заряджатися така батарея може від різних альтернативних джерел електрики, таких як блок сонячних панелей, вітряної генератор і інші, а розряд батареї відбувається традиційно через потужний інвертор, від якого споживачі забезпечуються вже змінним струмом промислової частоти і стандартного напруги.

Традиційні джерела безперебійного живлення комп’ютерів також включають в себе герметичний свинцево-кислотний акумулятор на кілька ампер-годин.

Перші свинцево-кислотні акумулятори в якості електроліту використовували виключно водний розчин сірчаної кислоти, приготовлений на дистильованої воді, щоб солі кальцію і магнію, присутні зазвичай у воді, не заважали процесу роботи акумулятора. Такий акумулятор був виготовлений в такий спосіб.

В електроліт занурюються свинцеві решітки, в які запресовані діоксид свинцю (на аноді, позитивних пластинах) і металевий свинець (на катоді, негативному електроді) у вигляді порошку.

Між пластинами поміщається пористий сепаратор, виготовлений з порошку полівінілхлориду (міпласт), микропористого ебоніту (вулканізована суміш каучуку з силікагелем і сіркою – Міпора), або поліетилену, функція якого запобігти замикання електродів між собою.

Якщо шість таких осередків, з’єднати в послідовний ланцюг, вийде акумуляторна батарея на 12 вольт, відповідно, більшу кількість осередків дадуть більшу напругу.

Стартерні акумулятори з рідким електролітом, всюди застосовуються в автомобілях, але особливість цих акумуляторів така, що при протіканні великого струму протягом тривалого часу, їх рідкий електроліт може легко закипіти. Саме тому в таких акумуляторах передбачена можливість доливати електроліт.

Їх пористі пластини великої площі дозволяють короткочасно отримувати струм силою в 200-300 Ампер для живлення стартера. Однак для тривалої роботи в системах альтернативного електропостачання і в джерелах безперебійного живлення такі акумулятори малопридатні.

На початку 1970-х років інженери американської компанії Gates Rubber Company розробили новий тип герметичних свинцево-кислотних акумуляторів на основі абсорбованого електроліту.

Технологія отримала назву AGM (Absorbent Glass Mat). З як заповнювач батарейних відсіків було вперше застосовано скловолокно, просочене електролітом. Пізніше електроліт стали згущувати, додаючи силікагель (суміш на основі розчинів кремнієвих кислот), це створило додаткові пори, в яких тепер ще краще утримувався електроліт, і дозволило повністю заповнити простір між пластинами. Новий тип акумуляторів отримав широку популярність як «гелевий акумулятор», оскільки заповнювач мав консистенцію гелю.

Таке рішення дозволило отримати ряд важливих переваг перед акумуляторами з рідким електролітом. По-перше, пропала необхідність в обслуговуванні нового типу акумуляторів, оскільки газ назовні не виділяється, він абсорбується в порах, і нічого не кипить, електроліт не змінює свою щільність ні при зарядці, ні при розрядці. Пластини вже не обсипаючи.

Гелевий акумулятор може працювати в абсолютно будь-якому положенні, навіть в перевернутому, нічого не виллється і не порушиться. Клапанна регулювання не дає витекти кислоті, і виключає корозію клем. Працездатність гелевого акумулятора не підводить навіть при температурах до мінус 30 градусів Цельсія.

Термін служби до 10 років, а також стійкість до глибокого розряду – ось ті якості, які роблять гелевий акумулятор перспективним інструментом ефективного електропостачання на базі пристроїв альтернативної енергетики.

Особливості конструкції роблять батарею на основі гелю менш схильною до сульфатации, ніж звичайна AGM-батарея, і тому гелеві батареї можуть без шкоди для ємності залишатися в повністю розрядженому стані по кілька днів. Гелева батарея здатна витримати в середньому на 50% більше циклів розряду, ніж звичайна AGM-батарея.

Один з відомих виробників таких акумуляторів заявляє, що їх гелеві батареї здатні перенести 350 циклів розряду з глибиною 100%, до 550 – з глибиною 50% і до 1200 – з глибиною 30%. Це чудові результати, що зводять експлуатаційні витрати до мінімуму, чи стосується це автономної системи електропостачання або джерела безперебійного живлення.



Все більше, в деяких західних країнах, набирають популярність гелеві акумулятори зі спіральними пластинами, які можуть бути значно більшою площі, ніж в варіантах компактних корпусів.

За рахунок великої площі взаємодії пластин, струми в таких акумуляторах можуть бути надзвичайно високими. У деяких акумуляторах цей показник досягає 800 А і навіть вище. Єдиним серйозним недоліком всіх сучасних гелевих акумуляторів залишається висока ціна.

Корисні моменти по роботі з акумуляторами:

Вимірювання ємності акумулятора

Паралельне і послідовне з’єднання акумуляторів

Андрій повну 

Ссылка на основную публикацию