Вступ
Вже понад століття свинцево-кислотні акумулятори є постійними супутниками у світі зберігання енергії завдяки своїй надійності, ціновій ефективності та широкому спектру застосувань. Свинцево-кислотні акумулятори використовуються в багатьох галузях промисловості та секторах, від автомобільної до зберігання відновлюваної енергії. Різні види свинцево-кислотних акумуляторів з’являлися поступово з плином часу – розроблялися відповідно до певних вимог і цілей.
У цій статті описано різні типи свинцево-кислотних акумуляторів, а потім детально розглянуто їхні основні характеристики, склад, переваги та застосування. Від універсальних герметичних свинцево-кислотних акумуляторів VRLA і AGM до спеціалізованих варіантів з глибоким циклом і високою ємністю – кожен тип має певні характеристики, які роблять його придатним для виконання конкретних завдань.
Крім того, ми зазирнемо у внутрішню будову цих батарей, дізнаємося про їхній хімічний склад, а також зрозуміємо, яку користь вони приносять у різних сценаріях. Забезпечення резервного живлення критично важливих додатків, зберігання відновлюваної енергії в автономних установках або робота телефону чи автомобіля на свинцево-кислотних акумуляторах довели свою цінність. Він продовжує відігравати величезну роль у сучасних рішеннях для зберігання енергії.
1. Свинцево-кислотний акумулятор з клапанним регулюванням (VRLA):
Свинцево-кислотні акумулятори з клапанним регулюванням (VRLA ) – це акумуляторні батареї, які не потребують обслуговування завдяки герметичній конструкції. Ці клапани використовували герметичні батареї для запобігання витоку електроліту і були призначені для регулювання клапанів. У цій технології батареї використовуються склопластикові сепаратори, насичені електролітом, що дозволяє уникнути протікання батареї в процесі обслуговування. Ключовою особливістю акумуляторів VRLA є їхня конструкція з клапанним регулюванням, де односторонній клапан скидання тиску дозволяє зайвому газу виходити під час заряджання і розряджання, забезпечуючи герметичність і безпеку акумулятора.
Приклади застосувань включають наступне:
Джерела безперебійного живлення (ДБЖ): Батареї VRLA є важливим накопичувачем енергії для систем ДБЖ, забезпечуючи резервне живлення під час відключень для захисту критично важливих електронних інструментів і даних.
Аварійне освітлення: У будівлях, промислових об’єктах та громадських місцях батареї VRLA живлять системи аварійного освітлення, щоб люди могли безпечно евакуюватися під час надзвичайних ситуацій.
Системи сигналізації та безпеки: Батареї VRLA забезпечують надійне резервне живлення для систем охоронної сигналізації та відеоспостереження, гарантуючи безперебійний захист і моніторинг.
Телекомунікації: Застосування цих типів акумуляторів у телекомунікаційній галузі включає резервне живлення веж стільникового зв’язку та комунікаційного обладнання під час перебоїв в електропостачанні для забезпечення безперебійного зв’язку.
Переваги: Переваги
Безпека: Герметична конструкція та клапанне регулювання роблять батареї VRLA безпечними для використання в різних сферах без ризику витоку кислоти, що робить їх ідеальними для використання всередині приміщень та в чутливих середовищах.
Не потребують обслуговування: Акумулятори VRLA не потребують звичайного обслуговування порівняно зі звичайними заливними свинцево-кислотними акумуляторами, оскільки вони служать довше, ніж звичайні акумулятори.
Універсальність: Ці батареї дуже універсальні. Вони застосовуються в різних галузях, таких як системи ДБЖ, аварійне освітлення, системи безпеки, телекомунікації тощо.
Швидка зарядка: Акумулятори VRLA відносно швидко приймають заряд, що дозволяє їм швидко перезаряджатися, і вони готові до резервного живлення за короткий проміжок часу.
2. Герметичний свинцево-кислотний акумулятор AGM (Absorbent Glass Mat):
Батарея AGM складається з свинцево-кислотної хімії, де електроліт абсорбується в AGM-сепараторах. Свинцево-кислотні батареї AGM з герметичним ущільненням регулюються клапанами і ущільнюються сепараторами зі скловолокнистих матів. AGM-сепаратори дозволяють батареї не потребувати технічного обслуговування, забезпечуючи при цьому безпеку і надійність системи. Скловолоконний мат практично поглинає та іммобілізує електроліт, тим самим запобігаючи витоку, навіть якщо батарея перекинута або розташована в різних орієнтаціях.
Переваги:
По-перше, вони мають низьку швидкість саморозряду. Зазвичай при зберіганні вони можуть утримувати заряд протягом тривалого часу з невеликою втратою потужності. По-друге, вони демонструють кращі характеристики високошвидкісного розряду, тому є чудовим вибором для застосувань, які потребують сплесків енергії або високої вихідної потужності. Крім того, герметична конструкція означає відсутність необхідності в обслуговуванні, оскільки немає потреби поливати їх або регулярно перевіряти рівень електроліту.
Додатки:
В автомобільному секторі вони широко використовуються для запуску, освітлення та запалювання (SLI), а також для забезпечення резервного живлення морських суден, що гарантує безперервне та надійне електропостачання під час екскурсій. Крім того, AGM-батареї добре підходять для використання в системах зберігання сонячної енергії, оскільки вони можуть ефективно зберігати енергію і багаторазово заряджатися і розряджатися. Крім того, ці акумулятори чудово підходять для електросамокатів. Свинцево-кислотні акумулятори з ущільненням AGM зарекомендували себе як універсальні та надійні джерела живлення в різних сферах застосування.
3. Герметичний свинцево-кислотний акумулятор GEL:
Гелеві батареї складаються зі свинцевих пластин і гелевого електроліту сірчаної кислоти. Гель утворюється шляхом додавання кремнезему до електроліту, утворюючи таким чином напівтверду речовину, яка утримує кислоту на місці. На відміну від звичайних залитих свинцево-кислотних акумуляторів, гелева технологія іммобілізує сірчанокислий електроліт. Тому розливання або обслуговування не потрібне. Конструкція є герметичною, що означає, що вона безпечна і дозволяє працювати з акумулятором у будь-якому напрямку без проливання кислот.
Переваги:
Основною перевагою свинцево-кислотних акумуляторів з гелевим ущільненням є те, що вони мають збільшений термін служби. Склад гелю зменшує швидкість сульфатації акумуляторних пластин, що робить їх більш стійкими до зносу, пов’язаного з циклами заряду і розряду. Подовжений термін служби означає довший термін служби акумулятора, а отже, меншу частоту його заміни.
GEL-батареї мають кращу продуктивність в умовах високих температур. Кваліфікований електроліт має меншу схильність до висихання при підвищенні температури, а отже, допомагає підтримувати ємність і ефективність акумулятора.
Додатки:
Іншим важливим застосуванням GEL-батарей є зберігання відновлюваної енергії, коли надлишок електроенергії, виробленої сонячними батареями або вітрогенераторами, зберігається в GEL-батареях, щоб мати стабільне і безперервне електропостачання, коли поновлювані джерела виходять з ладу. Надлишкові ларі-батареї також відіграють важливу роль у медичній галузі, оскільки вони живлять критично важливе обладнання, як-от апарати штучної вентиляції легень і системи моніторингу пацієнтів. Тривалий термін служби і надійна робота роблять їх хорошим вибором для медичних застосувань, які потребують якісних джерел живлення.
4. Свинцево-кислотний акумулятор глибокого циклу:
Акумулятори глибокого циклу, як правило, мають товстіші свинцеві пластини і більшу щільність активного матеріалу. Його міцна конструкція забезпечує більшу ємність, яка може зберігати більше енергії. Свинцево-кислотний акумулятор глибокого циклу розроблений таким чином, щоб витримувати багаторазові глибокі розряди і перезаряди без пошкоджень. На відміну від тих, що використовуються для запуску двигунів, їхні особливості роблять їх придатними для застосувань, що потребують постійного, надійного електроживлення протягом тривалого часу.
Можливі переваги:
Головною перевагою свинцево-кислотних акумуляторів глибокого циклу є їхній тривалий термін служби. Їх важка конструкція, стійкість до деградації пластин і здатність довше працювати в складних умовах розряду і підзарядки дозволяють використовувати їх в умовах, що вимагають частих і безперервних циклів протягом усього терміну експлуатації.
Крім того, свинцево-кислотні батареї глибокого циклу найкраще служать в системах, що передбачають безперервні цикли розрядки і перезарядки. Вони можуть забезпечувати постійну та надійну вихідну потужність без погіршення продуктивності або ефективності протягом тривалого періоду часу. Вони дають змогу застосовувати їх майже в усіх сферах.
Додатки:
Найпоширенішими сферами застосування є живлення гольф-карів та електромобілів для тривалого використання та збільшення дальності пробігу. Крім того, батареї глибокого циклу добре застосовуються для зберігання надлишкової енергії, що генерується під час інтенсивного сонячного сяйва, а також для її вивільнення, коли сонячного світла недостатньо або воно відсутнє. Вона забезпечує безперервне електропостачання з максимальним використанням енергії сонця.
5. Високопродуктивна свинцево-кислотна батарея:
Високошвидкісна свинцево-кислотна батарея
свинцево-кислотна батарея високої ємності
це ретельно підібраний матеріал електродів, розроблений для забезпечення швидкої розрядки та перезарядки. Планується, що високопродуктивна свинцево-кислотна батарея буде забезпечувати великі струми для короткочасних застосувань. Це буде сумісно з додатками, які потребують швидкого та потужного вивільнення енергії. Ці батареї розроблені з оптимізованими матеріалами та конфігураціями електродів, щоб ефективно переносити високу швидкість розрядів, забезпечуючи при цьому надійність при високій частоті розрядів.
Переваги:
Одна з головних переваг високоємних свинцево-кислотних акумуляторів полягає в тому, що вони можуть ефективно працювати з пристроями великої потужності. Він пропонує швидкі сплески енергії. Вони цінні для застосувань, які потребують швидкого та значного вивільнення енергії.
Високопродуктивні свинцево-кислотні акумулятори також підходять для систем аварійного резервного живлення. В екстрених умовах, коли потрібне надійне негайне джерело живлення, акумуляторні батареї високої ємності можуть забезпечити необхідну енергію для підтримки критично важливих функцій і пристроїв.
Додатки:
Високопродуктивні свинцево-кислотні акумулятори зазвичай знаходять застосування в промислових умовах. Вони часто використовуються у навантажувачах та іншому вантажно-розвантажувальному обладнанні, оскільки ці пристрої потребують великих струмів для підйому важких вантажів і підтримки ефективної роботи техніки. Такі батареї гарантують, що навантажувачі можуть подавати енергію через короткі проміжки часу, щоб залишатися продуктивними і працювати на високому рівні.
Крім того, їхня здатність швидко вивільняти енергію робить свинцево-кислотні акумулятори придатними для використання в телекомунікаційних системах. Під час перебоїв в електропостачанні або пікових навантажень ці батареї можуть швидко підтримати телекомунікаційну інфраструктуру, щоб збільшити час безперебійної роботи послуг зв’язку.
6. Трубчаста батарея OPzV:
Трубчасті батареї OPzV мають гелевий електроліт і трубчасті позитивні пластини. Відомо, що трубчаста батарея OPzV має конструкцію з трубчастими позитивними пластинами. Ці батареї мають вищу продуктивність і довший термін служби порівняно зі свинцево-кислотними акумуляторами. Вони покращені для глибокої циклічності за допомогою трубчастих позитивних пластин, що робить їх найкращим вибором для застосувань, які потребують частих і глибоких розрядів.
Переваги:
Трубчаста батарея OPzV має найдовший термін служби серед свинцево-кислотних акумуляторів. Поєднання трубчастих позитивних пластин і гелевих електролітів зменшує деградацію пластин, подовжуючи термін експлуатації акумулятора і роблячи його економічно ефективним і надійним рішенням для довгострокового зберігання енергії.
Крім того, батареї OPzV мають хороші можливості глибокого циклу. Тому вони можуть витримувати часті глибокі розряди без шкоди для продуктивності та ефективності. Ця функція має вирішальне значення для таких застосувань, як системи зберігання відновлюваної енергії та автономні системи електропостачання, які покладаються на стабільне та безперебійне електропостачання.
Додатки:
Трубчасті батареї OPzV використовуються в різних системах зберігання відновлюваної енергії. Там, де вони дуже ефективно зберігають надлишкову енергію, вироблену сонячними панелями або вітровими турбінами, їхня здатність витримувати часті глибокі розряди і перезаряди забезпечує стабільне і надійне електропостачання в періоди низької або відсутньої генерації відновлюваної енергії.
Крім того, ці батареї використовуються на віддалених телекомунікаційних об’єктах для забезпечення резервного живлення під час відключень електроенергії або в районах з обмеженим доступом до електромережі. Тривалий термін служби та здатність до глибокого циклу роблять їх надійним джерелом енергії для критично важливих комунікаційних інфраструктур.
7. Свинцево-кислотний акумулятор OPzS:
Свинцево-кислотна батарея OPzS має занурений рідкий сірчанокислий електроліт. Елементи батареї мають трубчасті позитивні пластини і плоскі або наклеєні негативні пластини. Свинцево-кислотна батарея OPzS відома своєю трубчастою конструкцією пластин, в якій використовується рідкий сірчанокислий електроліт. Ці батареї мають тверді та міцні трубчасті позитивні пластини, які відіграють важливу роль у їх надійній роботі та тривалому терміні служби.
Переваги:
Однією з сильних сторін свинцево-кислотних акумуляторів OPzS є їх довговічність і міцність. Крім рідкого сірчанокислотного електроліту, трубчаста конструкція пластин підвищує міцність батареї, що дозволяє їй витримувати часті глибокі розряди і перезарядження, а отже, збільшує термін служби.
Крім того, батареї OPzS мають хорошу циклічність, оскільки застосування вимагає багаторазових циклів глибокого розряду. Ця особливість дуже корисна в середовищах, де потрібне надійне та стабільне електропостачання, наприклад, у телекомунікаційному секторі, залізничних системах, системах зберігання енергії тощо.
Додатки:
Свинцево-кислотні акумулятори OPzS знаходять широке застосування в критично важливих сферах у різних галузях. Ці батареї слугують надійним резервним джерелом живлення, що забезпечує безперебійний зв’язок під час перебоїв в електропостачанні або у віддалених районах з обмеженим доступом до електромережі.
Крім того, батареї OPzS широко використовуються в залізничних системах для забезпечення життєво важливого резервного живлення систем сигналізації, зв’язку та освітлення. Вони стійкі до глибоких розрядів і суворих умов експлуатації, що робить їх надійними рішеннями для зберігання енергії в залізничній інфраструктурі.
8. Свинцево-кислотні акумулятори “Старт-стоп” або “Запуск двигуна”:
Свинцево-кислотні акумулятори Start-Stop або Engine Start спеціально розроблені для автомобілів з технологією Start-Stop. Систему також називають автоматичним вимкненням і перезапуском двигуна під час коротких зупинок, наприклад, на світлофорах, щоб заощадити витрату палива і викиди вуглекислого газу. Ці батареї використовують передові технології, такі як абсорбуючий скляний мат (AGM) або поліпшена заливна батарея (IFB), що означає, що вони можуть витримувати часті запуски і зупинки двигуна без пошкоджень.
Переваги:
Свинцево-кислотні акумуляторні батареї Start-Stop або для запуску двигуна мають багато переваг при використанні в автомобілях, оснащених технологією Start-Stop. Одна з головних переваг – покращена паливна ефективність. Ці батареї можуть швидко перезапустити двигун після зупинки і, таким чином, скоротити непотрібний час холостого ходу, що призводить до економії палива і зниження рівня викидів.
Крім того, ці батареї мають високу стійкість до глибокої циклічності, що важливо для безперервних операцій запуску-зупинки двигуна. Їхній підвищений ресурс забезпечує надійну роботу протягом тривалого часу експлуатації, що призводить до довговічності та економічної ефективності для власників транспортних засобів.
Додатки:
Ці батареї встановлюються тільки в сучасних автомобілях, обладнаних системою старт-стоп. Як спосіб підвищити паливну економічність і знизити вміст вуглецю, системи “старт-стоп” все частіше впроваджуються в транспортні засоби. Свинцево-кислотні акумулятори для систем “Старт-стоп” або “Запуск двигуна” мають важливе значення для цих автомобілів, забезпечуючи плавний і надійний запуск двигуна під час частих зупинок.
Висновок
На закінчення, свинцево-кислотні акумулятори бувають різних типів, кожен з яких розроблений для конкретних застосувань і функціональних потреб. Вибір типу акумулятора залежить від таких факторів, як швидкість розряду, потреба в їзді на велосипеді, переваги в обслуговуванні та бюджетні обмеження. Оскільки технологія продовжує розвиватися, свинцево-кислотні акумулятори, ймовірно, зазнають подальшого вдосконалення, що зробить їх життєздатним рішенням для зберігання енергії на довгі роки.
