VRLA-Batterie: Verwendung im Sonnensystem283

Einführung

VRLA- oder wartungsfreie Batterien werden auch als versiegelte Blei-Säure-Batterien (SLA) bezeichnet. Dieser Batterietyp eignet sich aufgrund seiner langen Lebensdauer und Wartungsfreiheit für Solaranwendungen. VRLA-Batterien sind so konzipiert, dass sie auslaufsicher sind und die durch eine chemische Reaktion in der Batterie entstehenden Gase automatisch ablassen. Sie müssen nicht wie eine überflutete Batterie mit Wasser nachgefüllt werden.

Eine ventilgeregelte Blei-Säure-Batterie ist eine ausgereifte Technologie, die in vielen Solarstromsystemen eingesetzt wird. Daher ist sie normalerweise die kostengünstigste Option und hat sich in Systemen für erneuerbare Energien bewährt. Sie sind für den Einsatz in Anwendungen konzipiert, bei denen sie ständig geladen und entladen werden, wie es beim Einsatz in Solarstromanlagen der Fall ist

Was ist eine versiegelte Blei-Säure-Batterie?

Eine versiegelte Blei-Säure-Batterie (SLA) verfügt über einen Elektrolyten in der Zelle und enthält kein Wasser oder andere Flüssigkeiten wie Schwefelsäure oder Salzsäure. Diese Batterietypen wurden in den 1960er-Jahren entwickelt, um Fahrzeuge mit Strom zu versorgen, die nicht mit Benzin betrieben wurden, sondern stattdessen über einen Elektromotor verfügten, der sich bei Bedarf durch regenerative Bremssysteme selbst aufladen konnte, indem er die im Batteriepaket gespeicherte Energie auflädte, während er bei kaltem Wetter über lange Zeiträume auf ebenen Straßen mit niedriger Geschwindigkeit bergab fuhr, ohne dass der Fahrer große Wartungsarbeiten durchführen musste, die sonst unter bestimmten Bedingungen möglicherweise die Ventile manuell betätigen müssten!

Lieferanten von VRLA-Batterien haben diese Batterien so konzipiert, dass sie auslaufsicher sind und die Gase, die durch eine chemische Reaktion innerhalb der Batterie entstehen, automatisch ablassen.

Sie müssen nicht wie eine überflutete Batterie mit Wasser nachgefüllt werden.

Es enthält keinen flüssigen Elektrolyten und daher ist es nicht erforderlich, Säure hinzuzufügen oder den Füllstand zu überprüfen.

Die VRLA-Batterie kann auch viel länger halten, als Sie erwarten würden, solange Sie sie richtig pflegen. Wenn Sie Ihre Solaranlage richtig nutzen, halten Ihre Batterien viele Jahre, ganz ohne Wartung!

VRLA-Batterien enthalten zwei verschiedene Bleiplatten, eine positive und eine negative, die in Elektrolytflüssigkeit getaucht sind.

Die Batterie wird durch den Prozess der Elektrolyse aufgeladen: Die Reaktion zwischen den beiden unterschiedlichen Metallen erzeugt einen elektrischen Strom, der die Ladepumpe antreibt.

Die in VRLA-Batterien verwendete Elektrolytflüssigkeit enthält Wasser gemischt mit Schwefelsäure (H2SO4). Diese Mischung dient als Medium für die Bewegung von Elektronen von einer Elektrode zur anderen, wenn Strom erzeugt wird.

Wenn die Batterie geladen wird, gelangt diese Flüssigkeit in die Platten, die reagieren und Strom für die spätere Verwendung erzeugen.

Die Elektrolytflüssigkeit ist das Medium, das in einer Batterie chemische Reaktionen ermöglicht. Es besteht aus einer ionischen Lösung, das heißt, es enthält Ionen (geladene Teilchen). In diesem Fall handelt es sich bei diesen Ionen um Lithiumionen und Wassermoleküle.

Elektrolyte werden von Batterien verwendet, weil sie chemische Reaktionen zwischen Elektroden bei unterschiedlichen Ladungsniveaus ermöglichen. In diesem Fall bilden zwei Platten einen Stromkreis, wobei ihre positiven und negativen Enden durch Drahtleitungen oder andere leitfähige Materialien wie Kohlefaser oder Graphitpulver miteinander verbunden sind, das auf Metallen wie Aluminiumfolienplatten beschichtet ist, denen für eine bessere Leitfähigkeit Silberpaste hinzugefügt wurde. Wenn Sie Ihre Sonnenkollektoren über Ihrer Dachlinie platzieren, sodass sie an Wintertagen, an denen es keine große Wolkendecke gibt, den ganzen Tag über direktes Sonnenlicht erhalten und verhindern, dass Strahlen mehr als etwa 1,80 m über dem Boden durchdringen, wo heute die meisten Häuser stehen (aber immer noch nicht ausreichend Schutz vor Strahlenbelastung), dann installieren Sie stattdessen VRLA-Batterien in denselben Paneelen …

Diese chemische Wirkung führt dazu, dass die Lebensdauer einer Batterie begrenzt ist. Das bedeutet, dass Sie Ihre Batterien regelmäßig austauschen müssen, wenn Sie eine optimale Leistung Ihrer Solarstromanlage wünschen.

Die Lebensdauer einer Batterie ist begrenzt, was bedeutet, dass Sie Ihre Batterien regelmäßig austauschen müssen, wenn Sie eine optimale Leistung Ihrer Solarstromanlage wünschen. Wenn Sie Ihre VRLA-Batterien nicht alle fünf Jahre austauschen, verlieren sie möglicherweise an Kapazität und müssen häufiger aufgeladen werden. Batterien sollten regelmäßig überprüft und an einem kühlen, trockenen Ort aufbewahrt werden, an dem sie leicht zugänglich sind, ohne dass sie durch Hitze oder Kälte beschädigt werden.

Wir haben oben wartungsfreie Batterien beschrieben. Diese werden häufig in Solaranlagen für Privathaushalte verwendet

VRLA-Batterien werden auch als versiegelte Blei-Säure-Batterien bezeichnet und sind so konzipiert, dass sie auslaufsicher sind. Dies bedeutet, dass die Batterie nicht wie eine Batterie mit überfluteten Zellen mit Wasser nachgefüllt werden muss.

Diese Batterien entlüften automatisch die Gase, die durch eine chemische Reaktion innerhalb der Batterie entstehen. Aus diesem Grund wird dringend empfohlen, diese Batterietypen nicht zu überladen, da sie dadurch dauerhaft beschädigt werden können.

VRLA-Batteriebetrieb

Das grundlegende Funktionsprinzip der VRLA-Batterie lässt sich wie folgt erklären:

Ein Typ von Blei-Säure-Batterien enthält Bleiplatten, die als Elektroden dienen und in den Elektrolyten eingetaucht sind, der eine schwefelsäureähnliche Flüssigkeit enthält. Ebenso weist die VRLA-Batterie eine ähnliche Chemie auf und der Elektrolyt in diesem Batterietyp ist immobilisiert.

Beim AGM-Typ (Absorbed Gel Matt) in VRLA-Batterien ist die

Elektrolyt ist eine matte Art von Glasfaser, während es bei Gelbatterien in Form einer Paste vorliegt. Beim Entladen der Zelle kommt es zu einer chemischen Reaktion zwischen der verdünnten Säure und dem Blei in der Batterie, bei der Wasser und Bleisulfat freigesetzt werden. Und während der Entladungsprozess weitergeht, werden Wasser und Bleisulfat wieder in Säure und Blei umgewandelt. Bei allen Arten von Blei-Säure-Batterien muss der Ladestrom mit der Kapazität der Batterie synchronisiert werden, damit die Energie aufgenommen werden kann. Bei einem höheren Ladestromwert findet der Elektrolyseprozess statt, der das Wasser in Form von O2 und H₂ zersetzt. Da diese beiden Gase entweichen, muss der Batterie kontinuierlich Wasser nachgefüllt werden.

Während sie sich in der VRLA-Batterie befinden, halten sie die in der Batterie erzeugten Gase, bis der Druck einen sicheren Grenzwert erreicht. In allgemeinen Betriebsszenarien können die Gase innerhalb der Batterie kombiniert werden oder in einigen Fällen einen Katalysator oder Elektrolyten verwenden.

Selbst wenn der Druck einen sicheren Wert überschreitet, öffnen sich die Sicherheitsventile, um das Entweichen zusätzlicher Gase zu ermöglichen. Denn der Druck wird auf die zulässigen Werte geregelt. Aus diesem Grund werden die Batterien auch als „Valve Regulated“ bezeichnet.

VRLA-Lebensberechnung

Während des Lebenszyklus der VRLA-Batterie kommt es zu einer Tiefentladung der Batterie, wenn die primären Energiequellen Solarenergie, Golfwagen und andere sind. Anschließend wird der Akku wieder aufgeladen und erreicht nach dem Entladen wieder seine Kapazität, sodass er immer wieder verwendet werden kann.

Bei einem herkömmlichen Zyklus hingegen wiederholt sich der Zyklus. Dies führt zu einer stärkeren Belastung der positiven Platte, wo die Paste aus dem Zahnstangenabschnitt fällt. Für diese Art von Anwendungen gibt es daher eine Technologie namens Deep Cycle Servicing. Die Stromversorgung erfolgt durch die AGM-Batterie, die speziell für eine längere Lebensdauer bei regelmäßigem Radfahren und intensiven Anwendungen entwickelt wurde. Um die Haltbarkeit zu verbessern, ist diese Technologie in einer positiven pastösen Formulierung enthalten.

Dies geschieht, um dem Druck entgegenzuwirken, der sich zum Zeitpunkt struktureller Veränderungen im Lade- oder Entladezyklus entwickelt. Dann ermöglicht die Verschmelzung des Gitters und der Positivpaste eine Dehnbarkeit, was die Zyklenlebensdauer erhöht.

So wird die Zyklenlebensdauer der Batterie als VRLA berechnet.

VRLA vs. Lithium-Ionen: Was ist besser?

VRLA-Batterien sind aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und der niedrigen Anfangsspannung die bevorzugte USV – die Anschaffungskosten der Stromquelle und die einfache Verwaltung. Da jedoch der Preis für Lithium-Ionen-Batterien in den letzten Jahren gesunken ist, werden sie schnell zur bevorzugten Wahl für USVs in Rechenzentren.

Sind Lithium-Ionen-Batterien das neue Standardmodell?

Was sind die Unterschiede zwischen VRLA und Lithium-Ionen? Und vor allem: Welches ist besser?

Hier sind 4 Dinge, die Sie beachten sollten, wenn Sie überlegen, welche Batterie Sie verwenden sollten.

1. Akkulaufzeit

Um zu wissen, wie viel Sie wirklich in eine Batterie investieren, müssen Sie deren Lebensdauer berücksichtigen.

Wie schnell Sie die Batterie austauschen müssen, bestimmt den endgültigen Wert und die Gesamtvorteile. Anbieter messen die Batterielebensdauer anhand zweier verschiedener Messgrößen: Haltbarkeit und Kalenderlebensdauer.

Unter der Haltbarkeitsdauer versteht man die geschätzte Zeit, die eine Batterie hält, bevor sie 80 % ihrer Energiekapazität erreicht. , um das Ende der Batterielebensdauer anzuzeigen. Die Lebensdauer wird bestimmt, indem davon ausgegangen wird, dass die Batterie unter alltäglichen „realen“ Bedingungen funktioniert. kann daher variieren.

Die Batterielebensdauer ist die vom Hersteller ermittelte geschätzte Zeit, die die Batterie hält, wenn sie während ihrer gesamten Lebensdauer auf Erhaltungsladung gehalten wird. Wohnen, in einwandfreiem Zustand erhalten, ohne Stromausfälle.

Eine typische VRLA-Batterielebensdauer beträgt 3–6 Jahre. Obwohl in der Anschaffung teurer, hat der Lithium-Ionen-Akku eine Lebensdauer von mehr als zehn Jahren.

2. Größe und Gewicht

Li-Ionen-Akkus nehmen aufgrund ihrer hohen Energiedichte nicht nur weniger Platz ein, sie sind auch deutlich kleiner. Im Vergleich zu VRLA-Batterien sind Lithium-Ionen-Batterien 70 % kleiner und 60 % leichter.

3. Wartung

Li-Ion-Akkus sind mit einem integrierten Batteriemanagementsystem (BMS) ausgestattet. Im Gegensatz dazu fallen bei VRLA-Batterien zusätzliche Kosten an, wenn Sie regelmäßige Widerstandsprüfungen durchführen oder ein BMS hinzufügen möchten. Das BMS sorgt für eine kontinuierliche Überwachung des Batteriestatus, verlängert die Batterielebensdauer und verhindert unsichere Temperaturen, indem es die vollständige Kontrolle über das Laden und Entladen ermöglicht.

4. Energie vs. Kraft

Die Entscheidung, welcher Akku für Ihr Rechenzentrum am besten geeignet ist, kann von Ihrem spezifischen Strombedarf abhängen. USVs benötigen Batterien, die in 5 bis 10 Minuten große Strommengen liefern können. Der Unterschied zwischen VRLA- und Lithium-Ionen-Akkus besteht in der verbleibenden Kapazität nach der erforderlichen Laufzeit.

Die Batterieenergie wird durch Leistung x Stunden gemessen, was bedeutet, dass die Batterie 100 Volt bei 10 Ampere liefert und 1000 W unterstützen kann.

Kurz gesagt: Eine Energiezelle liefert in kurzer Zeit eine große Energiemenge und nutzt dabei nahezu die gesamte Energiekapazität der Batterie. Eine Energiezelle ist darauf ausgelegt, über einen längeren Zeitraum eine relativ kleine Energiemenge bereitzustellen.

Lithium-Ionen-Batterien sind als Energiezellen oder -zellen konzipiert, während VRLA-Batterien konstruktionsbedingt nur als Energiezellen gelten.

Was ist also besser?

Obwohl die Anschaffungskosten von Li-Ion-Batterien höher sind als die von VRLA, müssen sie im Laufe der Lebensdauer der USV (wenn überhaupt) seltener ausgetauscht werden, wodurch das Risiko von Ausfallzeiten beim Batteriewechsel eliminiert wird. Der Lithium-Ionen-Akku hat bis zu zehnmal mehr Entladezyklen und etwa viermal weniger Selbstentladung. Während für Lithium-Ionen-Batterien strengere Versandvorschriften und höhere Herstellungskosten gelten, wiegen sie etwa dreimal weniger als VRLAs, haben aber das gleiche Leistungspotenzial. Darüber hinaus sind ihre Lademöglichkeiten viermal schneller.

Abschluss

Dies ist die wichtigste Entscheidung für jede Solaranlage. Der von Ihnen gewählte Batterietyp bestimmt, wie lange Ihre Stromversorgung hält und wie viel sie im Betrieb kostet. Wir empfehlen Ihnen, diese Faktoren bei der Auswahl eines Ersatzakkus für Ihr System zu berücksichtigen.

Wenn Sie Fragen oder Bedenken zu diesen Batterien oder einer von uns geführten Marke haben, kontaktieren Sie uns noch heute!