Gelio baterijos ir jų naudojimas

Švino rūgšties akumuliatoriai yra gana plačiai paplitę tiek kaip traukos akumuliatoriai (pavyzdžiui, elektriniams šakiniams krautuvams maitinti), tiek kaip starterio akumuliatoriai automobiliams. Nepertraukiamos ir atsarginės maitinimo sistemos namams ir įmonėms taip pat naudoja švino-rūgštines baterijas.

Namų autonominio energijos tiekimo sistemose dažnai būna didelės talpos baterija arba kelių šimtų ampetrų valandų junginys, skirtas užtikrinti ilgalaikį namų energijos tiekimą.

Tokią bateriją galima įkrauti iš įvairių alternatyvių elektros energijos šaltinių, tokių kaip saulės kolektorių blokas, vėjo generatorius ir kiti, o akumuliatorius paprastai išsikrauna per galingas inverteris, iš kurio vartotojams tiekiama pramoninio dažnio kintamoji srovė ir standartinė tinklo įtampa.

Įprastuose nepertraukiamuose kompiuterių maitinimo šaltiniuose taip pat yra hermetiškas ampetro valandos švino-rūgšties akumuliatorius.

Pirmosiose švino-rūgšties baterijose kaip elektrolitas buvo naudojamas tik vandeninis sieros rūgšties tirpalas, paruoštas distiliuotu vandeniu, kad kalcio ir magnio druskos, paprastai esančios vandenyje, netrukdytų baterijoms veikti. Tokia baterija buvo pagaminta taip.

Į elektrolitą įmerkiamos švino grotelės, į kurias miltelių pavidalu suspaudžiamas švino dioksidas (ant anodo, teigiamas elektrodas) ir metalinis švinas (ant katodo, neigiamas elektrodas).

Tarp plokštelių dedamas porėtas separatorius, pagamintas iš polivinilchlorido miltelių (Miplast), mikroporinio ebonito (vulkanizuoto kaučiuko mišinio su silikageliu ir sieros - Mipor) arba polietileno, kurio funkcija yra neleisti elektrodų užsidaryti.

Jei nuoseklioje grandinėje sujungsite šešis tokius elementus, gausite atitinkamai 12 voltų bateriją, didesnis elementų skaičius suteiks aukštesnę įtampą.

Startiniai akumuliatoriai su skystu elektrolitu naudojami visur automobiliuose, tačiau šių akumuliatorių ypatumas yra tas, kad ilgą laiką tekant didelei srovei, jų skystasis elektrolitas gali lengvai virti. Štai kodėl tokiose baterijose yra galimybė pridėti elektrolito.

Jų poringos plokštės, esančios dideliame plote, leidžia trumpam gauti 200-300 amperų srovę, kad būtų galima maitinti starterį. Tačiau ilgalaikiam darbui alternatyviose maitinimo sistemose ir nepertraukiamo maitinimo šaltiniuose tokios baterijos yra mažai naudingos.

7-ojo dešimtmečio pradžioje amerikiečių kompanijos „Gates Rubber Company“ inžinieriai sukūrė naujo tipo sandarias švino-rūgšties baterijas, kurių pagrindą sudaro absorbuotas elektrolitas.

Ši technologija vadinama AGM (Absorbent Glass Mat). Pirmą kartą kaip užpildą baterijų skyriuose buvo naudojamas elektrolitu mirkytas stiklo pluoštas. Vėliau elektrolitas pradėjo tirštėti įpilant silikagelio (mišinio, sudaryto iš silicio rūgščių tirpalų), tai sukūrė papildomas poras, kuriose elektrolitas dabar buvo geriau laikomas ir leista visiškai užpildyti tarpą tarp plokštelių. Naujo tipo baterijos sulaukė didelio populiarumo kaip „gelinės baterijos“, nes agregatai turėjo gelio konsistenciją.

Šis sprendimas leido mums įgyti nemažai svarbių pranašumų, palyginti su baterijomis su skystu elektrolitu. Pirma, nereikia palaikyti naujo tipo akumuliatorių, nes dujos neišleidžiamos į išorę, jos absorbuojamos porose ir nieko nevirina, elektrolitas nekeičia savo tankio nei įkrovimo, nei iškrovimo metu. Plokštės nebetrūksta.

Gelio akumuliatorius gali veikti absoliučiai bet kurioje padėtyje, net ir apverstas aukštyn kojomis, niekas neišsiplės ir nebus sudužęs. Vožtuvo valdymas apsaugo nuo rūgšties nutekėjimo ir pašalina gnybtų koroziją. Gelio akumuliatoriaus veikimas nesutrinka net esant iki minus 30 laipsnių Celsijaus.

Tarnavimo laikas iki 10 metų, taip pat atsparumas giliam išsikrovimui - būtent šios savybės gelio akumuliatorių paverčia perspektyviu efektyvaus energijos tiekimo, pagrįsto alternatyvios energijos prietaisais, įrankiu.

Dėl konstrukcinių savybių gelio pagrindu veikianti baterija yra mažiau jautri sulfavimui nei įprasta AGM baterija, todėl gelio akumuliatoriai gali keletą dienų būti visiškai išsikrovę, nepaveikdami talpos. Gelio baterija gali atlaikyti vidutiniškai 50% daugiau iškrovos ciklų nei įprasta AGM baterija.

Vienas žinomas tokių baterijų gamintojas teigia, kad jų gelinės baterijos gali atlikti 350 iškrovimo ciklų, kurių gylis yra 100%, iki 550, kai gylis yra 50%, ir iki 1200, kai gylis yra 30%. Tai yra puikūs rezultatai, leidžiantys sumažinti eksploatavimo išlaidas iki minimumo, nesvarbu, ar tai būtų autonominė energijos tiekimo sistema, ar nepertraukiamo maitinimo šaltinis.

Vis daugiau ir daugiau kai kuriose Vakarų šalyse populiarėja gelinės baterijos su spiralinėmis plokštelėmis, kurių plotas gali būti daug didesnis nei kompaktiškose dėžutėse.

Dėl didelio plokštelių sąveikos ploto tokiose baterijose srovė gali būti nepaprastai didelė. Kai kuriose baterijose šis skaičius siekia 800 A ir dar daugiau. Vienintelis rimtas visų šiuolaikinių gelio baterijų trūkumas yra aukšta kaina.

Naudingos akimirkos dirbant su baterijomis:

Baterijos talpos matavimas

Lygiagretus ir nuoseklus akumuliatorių prijungimas