Introduction
Depuis plus d’un siècle, les accumulateurs au plomb sont un compagnon régulier dans le monde du stockage de l’énergie en raison de leur fiabilité, de leur rapport qualité-prix et de leur large éventail d’applications. Les batteries plomb-acide sont utilisées dans de nombreuses industries et secteurs, de l’automobile au stockage des énergies renouvelables. Différents types de batteries plomb-acide sont apparus progressivement au fil du temps et ont été développés en fonction de certaines exigences et de certains objectifs.
Ce document décrit les différents types de batteries plomb-acide et examine en détail leurs principales caractéristiques, leur composition, leurs avantages et leurs applications. Des batteries plomb-acide scellées VRLA et AGM polyvalentes aux variantes spécialisées à cycle profond et à taux élevé, chaque type possède certaines caractéristiques qui le rendent apte à des tâches spécifiques.
En outre, nous nous pencherons sur le fonctionnement interne de ces piles et découvrirons leur gamme chimique, tout en comprenant les avantages qu’elles présentent dans divers scénarios. La fourniture d’une alimentation de secours dans les applications critiques, le stockage de l’énergie renouvelable dans les installations hors réseau ou le fonctionnement de votre téléphone ou de votre voiture avec des batteries au plomb ont prouvé leur valeur. Il continue à jouer un rôle important dans les solutions modernes de stockage de l’énergie.
1. Batterie VRLA (Valve Regulated Lead-Acid) :
Les batteries plomb-acide à régulation par soupape (VRLA) sont des batteries rechargeables conçues pour ne pas nécessiter d’entretien en raison de leur construction étanche. Ces valves utilisent des batteries scellées pour éviter les fuites d’électrolyte et sont conçues pour la régulation des valves. Cette technologie de batterie utilise des séparateurs en fibre de verre saturés d’électrolytes, ce qui rend la batterie exempte de fuites. La principale caractéristique des batteries VRLA réside dans leur conception à valve régulée, où une valve de décompression unidirectionnelle permet au gaz de s’échapper pendant la charge et la décharge, garantissant ainsi l’étanchéité et la sécurité de la batterie.
Voici quelques exemples d’applications :
● Alimentation sans interruption (ASI) : Les batteries VRLA constituent un important dispositif de stockage d’énergie pour les systèmes UPS, fournissant une alimentation de secours pendant les pannes afin de protéger les outils électroniques et les données critiques.
●Eclairage de secours : Dans les bâtiments, les installations industrielles et les espaces publics, les batteries VRLA alimentent les systèmes d’éclairage de secours afin que les personnes puissent sortir en toute sécurité en cas d’urgence.
●Systèmes d’alarme et de sécurité : Les batteries VRLA fournissent une alimentation de secours fiable pour les alarmes de sécurité et les systèmes de surveillance, assurant une protection et une surveillance ininterrompues.
●Telecommunications : Les applications de ces types de batteries dans l’industrie des télécommunications comprennent la sauvegarde des alimentations des tours cellulaires et des équipements de communication pendant les coupures de courant afin d’assurer une connectivité ininterrompue.
Avantages：
●Sécurité : Grâce à leur conception étanche et à leur système de régulation par valve, les batteries VRLA peuvent être utilisées en toute sécurité dans diverses applications sans risque de fuite d’acide, ce qui les rend idéales pour une utilisation à l’intérieur et dans des environnements sensibles.
● Pas d’entretien nécessaire : Les batteries VRLA ne nécessitent pas d’entretien courant par rapport aux batteries plomb-acide inondées conventionnelles, car elles restent plus longtemps que ces dernières.
●Versatilité : Ces piles sont très polyvalentes. Ils s’appliquent à divers secteurs, tels que les systèmes ASI, l’éclairage de secours, les systèmes de sécurité, les télécommunications et bien d’autres encore.
●Charge rapide : Les batteries VRLA acceptent une charge relativement rapide, ce qui leur permet de se recharger rapidement et d’être prêtes pour une alimentation de secours en peu de temps.
2. Batterie plomb-acide scellée AGM (Absorbent Glass Mat) :
La batterie AGM se compose d’une chimie plomb-acide, où l’électrolyte est absorbé par les séparateurs AGM. Les batteries plomb-acide scellées AGM sont régulées par une valve et scellées par des séparateurs en fibre de verre. Les séparateurs AGM permettent à la batterie de ne nécessiter aucune maintenance tout en assurant la sécurité et la fiabilité du système. Le matelas de fibre de verre absorbe et immobilise pratiquement l’électrolyte, évitant ainsi les fuites même si la batterie est basculée ou positionnée dans diverses orientations.
Avantages :
Premièrement, ils ont un faible taux d’autodécharge. Normalement, lorsqu’ils sont stockés, ils peuvent conserver leur charge pendant de longues périodes avec une faible perte de puissance. Deuxièmement, ils présentent de meilleures performances en matière de décharge à haut débit, ce qui en fait d’excellents choix pour les applications nécessitant des rafales d’énergie ou une puissance de sortie élevée. De plus, la construction scellée signifie qu’il n’y a pas d’entretien puisqu’il n’est pas nécessaire de les arroser ou de vérifier régulièrement le niveau d’électrolyte.
Applications:
Dans le secteur automobile, ils sont couramment utilisés pour le démarrage, l’éclairage et l’allumage (SLI), ainsi que pour l’alimentation de secours des navires qui assurent une alimentation électrique continue et fiable pendant les excursions. Les batteries AGM sont également bien adaptées aux systèmes de stockage de l’énergie solaire, car elles peuvent stocker l’énergie de manière efficace et être chargées et déchargées de manière répétée. En outre, ces batteries constituent un excellent choix pour les scooters électriques. Les batteries plomb-acide scellées AGM se sont révélées être des sources d’énergie polyvalentes et fiables pour diverses applications.
3. Batterie plomb-acide scellée GEL :
Les batteries au gel sont composées de plaques de plomb et d’un électrolyte d’acide sulfurique gélifié. Le gel est formé par l’ajout de silice à l’électrolyte, formant ainsi une substance semi-solide qui maintient l’acide en place. Contrairement aux batteries plomb-acide classiques, la technologie du gel immobilise l’électrolyte à base d’acide sulfurique. Il n’est donc pas nécessaire de le déverser ou de l’entretenir. La construction est scellée, ce qui signifie qu’elle est sûre tout en permettant le fonctionnement de la batterie dans n’importe quelle direction sans déversement d’acides.
Avantages :
Les principaux avantages des batteries plomb-acide scellées au GEL sont qu’elles offrent une meilleure durée de vie. La composition du gel réduit le taux de sulfatation des plaques de la batterie, ce qui les rend plus résistantes à l’usure associée aux cycles de charge et de décharge. Cette durée de vie prolongée se traduit par une plus longue durée de vie de la batterie, d’où une réduction de la fréquence de remplacement.
Les batteries GEL sont plus performantes dans des conditions de température élevée. L’électrolyte qualifié est moins susceptible de se dessécher avec l’augmentation des températures, ce qui contribue à maintenir la capacité et l’efficacité de la batterie.
Applications:
Une autre application importante des batteries GEL est le stockage des énergies renouvelables, où l’électricité excédentaire générée par les panneaux solaires ou les éoliennes est stockée dans des batteries GEL afin de disposer d’une alimentation électrique régulière et continue lorsque les sources d’énergie renouvelables sont défaillantes. Le stockage excédentaire des batteries GEL est également important dans l’industrie médicale, car il alimente des équipements critiques tels que les ventilateurs et les systèmes de surveillance des patients. Leur bonne durée de vie et leurs performances fiables en font de bons choix pour les applications médicales qui nécessitent des sources d’alimentation de bonne qualité.
4. Batterie plomb-acide à cycle profond :
Les batteries à décharge profonde sont généralement plus épaisses au niveau des plaques de plomb et ont une plus grande densité de matière active. Sa conception robuste lui confère une plus grande capacité, ce qui permet de stocker plus d’énergie. La batterie plomb-acide à décharge profonde a été conçue pour supporter des décharges et des recharges profondes répétées sans subir de dommages. Contrairement à ce qui est utilisé pour le démarrage des moteurs, ses caractéristiques en font un outil adapté aux applications nécessitant une puissance soutenue et fiable sur une longue période.
Avantages possibles :
Le principal avantage des batteries plomb-acide à décharge profonde est leur durée de vie prolongée. Leur construction lourde, leur résistance à la dégradation des plaques et leur capacité à durer plus longtemps dans des conditions de décharge et de recharge exigeantes leur permettent de répondre aux applications nécessitant des cycles fréquents et continus tout au long de leur durée de vie.
En outre, les batteries plomb-acide à décharge profonde sont les mieux adaptées aux applications impliquant des cycles de décharge et de recharge continus. Ils peuvent fournir une puissance constante et fiable sans dégradation des performances ou de l’efficacité sur des périodes prolongées. Ils permettent de réaliser presque tous les types d’applications.
Applications:
Les applications courantes sont l’alimentation des voiturettes de golf et des véhicules électriques pour une utilisation et une autonomie soutenues. En outre, les batteries à décharge profonde sont bien adaptées au stockage de l’énergie excédentaire produite pendant les heures d’ensoleillement intense et à sa restitution en cas de faible ensoleillement ou d’absence d’ensoleillement. Il assure une alimentation électrique continue avec une utilisation maximale de l’énergie solaire.
5. Batterie plomb-acide à taux élevé :
La
batterie plomb-acide à taux élevé
est un matériau d’électrode soigneusement sélectionné, conçu pour offrir une capacité de décharge et de recharge rapide. La batterie plomb-acide à taux élevé est prévue pour fournir des courants élevés pour des applications de courte durée. Cela sera compatible avec les applications qui nécessitent une libération rapide et puissante de l’énergie. Ces batteries sont conçues avec des matériaux et des configurations d’électrodes optimisés pour tolérer de manière efficace tout en assurant la fiabilité sur un taux élevé de décharges.
Avantages :
L’un des principaux avantages des accumulateurs au plomb à taux élevé réside dans le fait qu’ils peuvent gérer efficacement des applications de grande puissance. Il offre des bouffées d’énergie rapides. Ils sont utiles pour les applications qui nécessitent une libération rapide et substantielle de la puissance.
Les batteries plomb-acide à taux élevé conviennent également aux systèmes d’alimentation de secours. Dans les situations d’urgence, lorsqu’une source d’énergie immédiate et fiable est nécessaire, les batteries à haut débit peuvent fournir l’énergie requise pour maintenir les fonctions et les appareils critiques.
Applications:
Les batteries plomb-acide à taux élevé sont généralement utilisées dans les environnements industriels. Ils sont souvent utilisés dans les chariots élévateurs et autres équipements de manutention, car ces appareils ont besoin de courants élevés pour soulever des charges lourdes et assurer le bon fonctionnement des machines. Ces batteries garantissent que les chariots élévateurs peuvent fournir de l’énergie à intervalles courts afin de rester productifs et d’atteindre un niveau de performance élevé.
En outre, leur capacité de libération rapide de l’énergie rend les accumulateurs au plomb-acide à taux élevé appropriés pour les systèmes de télécommunication. Pendant les coupures de courant ou les périodes de forte demande, ces batteries peuvent rapidement soutenir l’infrastructure de télécommunication afin d’améliorer la disponibilité des services de communication.
6. Batterie tubulaire OPzV :
Les batteries tubulaires OPzV ont un électrolyte gélifié et des plaques tubulaires positives. La batterie tubulaire OPzV est connue pour sa construction avec des plaques positives tubulaires. Ces batteries sont conçues pour offrir des performances et une durée de vie supérieures à celles des batteries plomb-acide. Elles sont améliorées pour les cycles profonds grâce à des plaques positives tubulaires, ce qui en fait le meilleur choix pour les applications qui nécessitent des décharges fréquentes et profondes.
Avantages :
La batterie tubulaire OPzV a la durée de vie la plus longue parmi les types de batteries plomb-acide. La combinaison de plaques tubulaires positives et d’électrolytes gélifiés réduit la dégradation des plaques, prolongeant ainsi la durée de vie d’une batterie donnée et en faisant une solution de stockage d’énergie à long terme rentable et fiable.
En outre, les batteries OPzV ont de bonnes capacités de recyclage profond. Ils peuvent donc accepter des décharges profondes fréquentes sans sacrifier les performances ou l’efficacité. Cette caractéristique est essentielle pour les applications telles que les systèmes de stockage d’énergie renouvelable et les installations d’alimentation hors réseau qui dépendent d’une fourniture d’énergie constante et soutenue.
Applications:
Les batteries tubulaires OPzV sont utilisées dans divers systèmes de stockage d’énergie renouvelable. Lorsqu’ils stockent très efficacement l’énergie excédentaire produite par les panneaux solaires ou les turbines éoliennes, leur capacité à résister à des décharges et recharges profondes fréquentes garantit une alimentation électrique stable et fiable pendant les périodes où la production d’énergie renouvelable est faible ou inexistante.
En outre, ces batteries sont utilisées dans les sites de télécommunications éloignés pour fournir une alimentation de secours en cas de panne de courant ou dans les zones où l’accès au réseau électrique est limité. Leur longue durée de vie et leurs capacités de recyclage profond en font une source d’énergie fiable pour les infrastructures de communication critiques.
7. Batterie plomb-acide OPzS :
L’accumulateur au plomb OPzS intègre dans sa conception un électrolyte liquide immergé à base d’acide sulfurique. Les éléments de batterie ont des plaques positives tubulaires et des plaques négatives plates ou collées. La batterie plomb-acide OPzS est célèbre pour sa conception de plaque tubulaire, qui utilise un électrolyte liquide à base d’acide sulfurique. Ces batteries sont conçues avec des plaques positives tubulaires dures et solides qui jouent un rôle essentiel dans la fiabilité de leurs performances et leur longue durée de vie.
Avantages :
L’un des points forts des batteries plomb-acide OPzS est leur durabilité et leur solidité. Outre l’électrolyte liquide à base d’acide sulfurique, la conception de la plaque tubulaire renforce la solidité de la batterie pour qu’elle puisse résister à des décharges profondes fréquentes et à une dégradation importante de la recharge, d’où une durée de vie plus longue.
De plus, les batteries OPzS ont un bon cycle puisque l’application nécessite des cycles profonds répétés. Cette particularité est très utile dans les environnements où une alimentation électrique fiable et stable est nécessaire, par exemple : le secteur des télécommunications, les systèmes ferroviaires et les installations de stockage d’énergie, entre autres.
Applications:
Les batteries plomb-acide OPzS sont largement utilisées dans des applications critiques dans divers domaines. Ces batteries constituent des sources d’énergie de secours fiables qui garantissent des services de communication ininterrompus en cas de coupure de courant ou dans les zones reculées où l’accès au réseau électrique est limité.
En outre, les batteries OPzS sont largement utilisées dans les systèmes ferroviaires pour fournir une alimentation de secours vitale aux systèmes de signalisation, de communication et d’éclairage. Ils résistent aux décharges profondes et aux conditions d’exploitation difficiles, ce qui en fait des solutions de stockage d’énergie fiables pour les infrastructures ferroviaires.
8. Batteries plomb-acide de démarrage-arrêt ou de démarrage du moteur :
Les batteries plomb-acide Start-Stop ou Engine Start sont spécialement conçues pour les véhicules dotés de la technologie Start-Stop. Le système est également appelé arrêt et redémarrage automatiques du moteur lors des arrêts de courte durée, comme les feux de circulation, afin de réduire la consommation de carburant et les émissions de dioxyde de carbone. Ces batteries sont dotées de technologies avancées, telles que les batteries AGM (Absorbent Glass Mat) ou IFB (Improved Flooded Battery), ce qui signifie qu’elles peuvent supporter les fréquents démarrages et arrêts du moteur sans tomber en panne.
Avantages :
Les batteries plomb-acide Start-Stop ou démarrage du moteur offrent de nombreux avantages lorsqu’elles sont utilisées dans des véhicules équipés de la technologie Start-Stop. L’un des principaux avantages est l’amélioration du rendement énergétique. Ces batteries peuvent redémarrer rapidement le moteur après l’arrêt et donc réduire le temps de marche au ralenti inutile, ce qui permet de réaliser des économies de carburant et de réduire les émissions.
En outre, ces batteries présentent une résistance élevée aux cycles profonds, ce qui est essentiel pour les opérations continues de démarrage et d’arrêt du moteur. Leur durée de vie améliorée permet de maintenir des performances fiables pendant de longues périodes de fonctionnement, ce qui se traduit par une longévité et une rentabilité pour les propriétaires de véhicules.
Applications:
Ces batteries ne sont installées que dans les automobiles modernes équipées de la technologie start-stop. Afin d’améliorer les économies de carburant et de réduire la teneur en carbone, les systèmes start-stop sont de plus en plus souvent intégrés dans les véhicules. Les batteries plomb-acide Start-Stop ou Engine Start sont importantes dans ces véhicules, car elles assurent un redémarrage en douceur et fiable du moteur lors d’arrêts fréquents.
Conclusion
En conclusion, les accumulateurs au plomb se déclinent en plusieurs types, chacun étant adapté à des applications et à des besoins fonctionnels précis. Le choix du type de batterie dépend de facteurs tels que le taux de décharge, les besoins en cyclage, les préférences en matière d’entretien et les contraintes budgétaires. Au fur et à mesure que la technologie évolue, les accumulateurs au plomb connaîtront probablement de nouvelles améliorations, ce qui en fera une solution de stockage d’énergie viable pendant des années.
