Gēla baterijas un to lietošana

Svina-skābes akumulatori tiek plaši izmantoti gan kā vilces akumulatori (piemēram, elektrisko iekrāvēju darbināšanai), gan kā automašīnu akumulatori. Nepārtrauktās un rezerves enerģijas sistēmas mājām un uzņēmumiem izmanto arī svina-skābes baterijas.

Māju autonomajās barošanas sistēmās bieži ir ietilpīgs akumulators vai vairāku simtu ampēru stundu komplekts, kas paredzēts ilgstošai mājas barošanas nodrošināšanai.

Šādu akumulatoru var uzlādēt no dažādiem alternatīviem elektroenerģijas avotiem, piemēram, no saules paneļa, vēja ģeneratora un citiem, un akumulators tradicionāli tiek izlādēts caur jaudīgs invertors, no kuras patērētāji tiek piegādāti ar rūpnieciskās frekvences un standarta tīkla sprieguma maiņstrāvu.

Parastajos datoru nepārtrauktajos barošanas avotos ir arī aizzīmogots ampēru stundas svina-skābes akumulators.

Pirmās svina-skābes baterijas kā elektrolītu izmantoja tikai sērskābes ūdens šķīdumu, kas sagatavots ar destilētu ūdeni, lai kalcija un magnija sāļi, kas parasti atrodas ūdenī, netraucētu akumulatora darbību. Šāda baterija tika izgatavota šādi.

Svina režģi tiek iegremdēti elektrolītā, kurā pulvera veidā tiek nospiests svina dioksīds (uz anoda, pozitīvais elektrods) un metāliskais svins (uz katoda, negatīvais elektrods).

Starp plāksnēm novieto porainu atdalītāju, kas izgatavots no polivinilhlorīda pulvera (Miplast), mikroporaina ebonīta (vulkanizēta gumijas maisījuma ar silikagelu un sēru - Mipor) vai polietilēna, kura funkcija ir novērst elektrodu aizvēršanos kopā.

Ja sešās ķēdēs pievienojat sešas šādas šūnas, iegūstat attiecīgi 12 voltu akumulatoru, lielāks šūnu skaits nodrošinās augstāku spriegumu.

Starta baterijas ar šķidru elektrolītu visur tiek izmantotas automašīnās, taču šo akumulatoru īpatnība ir tāda, ka, ilgstoši plūstot lielai strāvai, to šķidrais elektrolīts var viegli vārīties. Tāpēc šādās baterijās tiek nodrošināta spēja pievienot elektrolītus.

Viņu porainas, lielas platības plāksnes ļauj īslaicīgi saņemt strāvu 200-300 ampēros, lai darbinātu starteri. Tomēr ilgstošai darbībai alternatīvās barošanas sistēmās un nepārtrauktās barošanas avotos šādas baterijas ir maz noderīgas.

70. gadu sākumā amerikāņu uzņēmuma Gates Rubber Company inženieri izstrādāja jauna veida noslēgtu svina-skābes akumulatoru, kura pamatā ir absorbēts elektrolīts.

Tehnoloģiju sauc par AGM (Absorbent Glass Mat). Pirmo reizi kā pildviela akumulatora nodalījumos tika izmantota ar elektrolītu samērcēta stikla šķiedra. Vēlāk elektrolīts sāka sabiezēt, pievienojot silikagelu (maisījumu, kura pamatā ir silīcijskābju šķīdumi), tas izveidoja papildu poras, kurās elektrolītu tagad labāk noturēja un ļāva pilnībā aizpildīt vietu starp plāksnēm. Jauna veida akumulators ir ieguvis plašu popularitāti kā “gēla akumulators”, jo agregātam bija gēla konsistence.

Šis risinājums ļāva mums iegūt vairākas svarīgas priekšrocības salīdzinājumā ar baterijām ar šķidru elektrolītu. Pirmkārt, nav jāuztur jauna veida akumulators, jo gāze netiek izlaista ārā, tā tiek absorbēta porās un neko nevārīt, elektrolīts nemaina tā blīvumu ne uzlādes, ne izlādes laikā. Plāksnes vairs nesadrupina.

Gēla akumulators var darboties absolūti jebkurā pozīcijā, pat otrādi, nekas neizlīst un netiks salauzts. Vārsta vadība novērš skābes noplūdi un novērš korpusa koroziju. Gēla akumulatora veiktspēja neizdodas pat temperatūrā līdz mīnus 30 grādiem pēc Celsija.

Kalpošanas laiks līdz 10 gadiem, kā arī izturība pret dziļu izlādi - šīs ir īpašības, kas padara gēla akumulatoru par daudzsološu instrumentu efektīvai enerģijas padevei, kuras pamatā ir alternatīvas enerģijas ierīces.

Konstrukcijas īpašības padara akumulatoru, kura pamatā ir želeja, mazāk jutīgu pret sulfātu nekā parasto AGM akumulatoru, un tāpēc gela akumulatori vairākas dienas var būt pilnībā izlādējušies, neietekmējot ietilpību. Gēla akumulators ir spējīgs izturēt vidēji par 50% vairāk izlādes ciklu nekā parasts AGM akumulators.

Viens labi pazīstams šādu bateriju ražotājs apgalvo, ka viņu gēla baterijas var veikt 350 izlādes ciklus ar 100% dziļumu, līdz 550 ar 50% dziļumu un līdz 1200 ar 30% dziļumu. Šie ir lieliski rezultāti, kas samazina darbības izmaksas līdz minimumam neatkarīgi no tā, vai tas attiecas uz autonomu barošanas sistēmu vai nepārtraukta barošana.

Arvien vairāk un vairāk dažās Rietumu valstīs gēla akumulatori ar spirālveida plāksnēm kļūst arvien populārāki, un to platība var būt daudz lielāka nekā kompaktajos gadījumos.

Plašu mijiedarbības laukuma dēļ strāva šādās baterijās var būt ārkārtīgi liela. Dažās baterijās šis skaitlis sasniedz 800 A un pat lielāku. Vienīgais nopietnais visu mūsdienu gela bateriju trūkums ir augstā cena.

Noderīgi momenti darbam ar akumulatoriem:

Akumulatora jaudas mērīšana

Bateriju paralēlais un seriālais savienojums